Der Quantenprozessor erreicht rekordverdächtige Genauigkeit und Stabilität

Die Quantencomputertechnologie hat mit IBMs neuem Heron-Prozessor kürzlich einen bedeutenden Fortschritt erzielt. Das Haupthindernis für die Entwicklung dieser Technologie waren bisher Fehler, die auftreten, wenn Quantenbits (Qubits) aufgrund externer Störungen ihre Information verlieren. Das IBM-Team hat nun jedoch demonstriert, dass sein System mit einer rekordniedrigen Fehlerrate arbeitet und dadurch längere und vor allem komplexere Algorithmen ausführen kann.

Der Heron-Prozessor hat bei Zwei-Qubit-Operationen eine Präzision erreicht, die alle bisherigen Rekorde für Prozessoren dieser Größe übertrifft. Das bedeutet, dass Berechnungen in 99,9 Prozent der Fälle korrekt sind – eine entscheidende Schwelle für den Übergang in die Ära der „Quantenausbeutung“, in der Maschinen nützliche wissenschaftliche Simulationen durchführen können. Dem Team ist es außerdem gelungen, die Kohärenzzeit zu verlängern, was in der Praxis bedeutet, dass der Prozessor mehr aufeinanderfolgende Operationen ausführen kann, bevor der Quantenzustand kollabiert.

Eine der größten Herausforderungen beim Bau größerer Quantencomputer ist das sogenannte „Übersprechen“, bei dem eine Operation an einem Qubit unbeabsichtigt ein anderes beeinflusst. IBMs neue Heron-Architektur nutzt fortschrittliche Isolationstechniken, um dieses Rauschen drastisch zu reduzieren. Dadurch können Forscher mehrere Prozessoren zu einem Netzwerk verbinden, ohne die Genauigkeit der einzelnen Komponenten zu beeinträchtigen.

Die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass Heron bereits einige Probleme der sogenannten Festkörperphysik lösen kann, die für herkömmliche Computer extrem schwierig sind. Obwohl wir noch keine vollständige Fehlertoleranz erreicht haben, bestätigt IBMs Erfolg, dass ihre Strategie der modularen Vernetzung von Quantenchips der richtige Weg zu einem praxistauglichen Quantencomputer ist. Zukünftig wird er in der Lage sein, neue Materialien zu simulieren oder komplexe Logistikprozesse zu optimieren.