Rydberg-Ionen erreichen 97% Fidelity mit schnellen Drei-Qubit-Toren für die Quantencomputing

Rydberg-Ionen erreichen 97% Fidelity mit schnellen Drei-Qubit-Toren für die Quantencomputing

Rydberg-Ionen erreichen 97-prozentige Genauigkeit mit schnellen Drei-Qubit-Gattern für Quantencomputer

Zusammenfassung Wissenschaftler haben eine neue Art von Quanten-Gatter entwickelt, das angeregte Ionen nutzt und eine Genauigkeit von über 97 Prozent erreicht – bei deutlich höherer Geschwindigkeit als bestehende Methoden. Damit ebnen sie den Weg für leistungsfähigere und zuverlässigere Quantencomputer, die Fehler während Berechnungen korrigieren können.

Veröffentlichungsdatum 22. Dezember 2025, 11:25 Uhr MEZ

Schlagwörter Forschung, Technologie, Innovation, Informatik, Finanzen, Wearables, Daten- und Cloud-Computing, Kultur- und Reisetrends

Artikeltext Ein Forscherteam des Forschungszentrums Jülich und der RWTH Aachen hat einen Durchbruch in der Quanteninformatik erzielt: Die Wissenschaftler entwickelten ein neuartiges Quanten-Gatter, das auf gefangenen Ionen in hochenergetischen Rydberg-Zuständen basiert. Die Innovation erreicht eine Genauigkeit von über 97 Prozent und arbeitet deutlich schneller als aktuelle Verfahren.

Im Mittelpunkt der Arbeit stand die Optimierung von Multi-Qubit-Operationen durch die Anregung der Ionen in Rydberg-Zustände. Auf diese Weise gelang es den Forschern, ein Drei-Qubit-Gatter mit hoher Präzision zu realisieren. Gleichzeitig sinkt die Fehlerrate, während die Skalierbarkeit erhalten bleibt.

Das Gatter führt Operationen in nur zwei Mikrosekunden aus – ein erheblicher Geschwindigkeitsvorteil gegenüber herkömmlichen Methoden. Um Herausforderungen bei der Vernetzung zu meistern, führte das Team zudem fehlertolerante SWAP-Gatter ein. Diese ermöglichen es, Qubits innerhalb der Ionenfalle zu verschieben und so eine effektive Fehlerkorrektur zu gewährleisten.

Neben Geschwindigkeit und Genauigkeit untersuchten die Forscher neue Anordnungen der Ionen. Sie schlagen vor, dass zwei- und dreidimensionale Konfigurationen die Konnektivität und zukünftige Entwicklungen verbessern könnten. Die Studie umfasste zudem Simulationen eines fehlertoleranten Quanten-Fehlerkorrektursystems, das die praktische Anwendbarkeit gefangener Rydberg-Ionen demonstriert.

Dieser Fortschritt zeigt, wie Rydberg-Ionenfallen die Leistung von Quantencomputern steigern können. Die hochpräzisen Gatter und schnelleren Operationen ebnen den Weg für skalierbare, fehlerresistente Systeme. Weitere Details zum Projekt finden sich in den Veröffentlichungen der beteiligten Einrichtungen oder können direkt bei den Forschungszentren erfragt werden.