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Google entwickelt neuen Quantenfehlerkorrektur-Code

Für seine neuen Quantenprozessoren mit verbesserter Fehlerkorrektur hat Google mit logischen Qubits aus 49 statt bisher 17 physischen Qubits experimentiert. Die Quantenfehlerkorrektur ist eine der großen Herausforderungen, da sich nur mit ihr leistungsfähige Quantenrechner bauen lassen. Bei heutigen Systemen liegt die Fehlerrate der Qubits zwischen 1/100 und 1/10 000 pro Rechenoperation, relevante Anwendungen benötigten aber Fehlerraten von 1/10⁶ bis 1/10⁹.

Davon ist auch Googles neuer QEC-Code (Quantum Error Correction) weit entfernt: Das logische Qubit wies in einer Berechnung mit 25 Schritten immer noch eine mittlere Fehlerrate von 2,914 Prozent auf – der 17-Qubit-Vorgänger eine Fehlerrate von 3,028 Prozent. Der erste QEC-Code, entwickelt von Quantencomputing-Pionier Peter Shor, nutzte bereits neun verschränkte Qubits. Die hohe Zahl der physischen Qubits ist notwendig, weil Qubits beim Auslesen ihren Wert verlieren. Google verwendet für seinen neuen QEC-Code 25 Datenqubits, die den Inhalt des logischen Qubits repräsentieren, und 24 Messqubits, die einen Unterschied zwischen je zwei Datenqubits registrieren, ohne deren konkrete Inhalte zu bestimmen. Einen großen Einfluss auf die Fehlerrate haben aber auch die Kohärenz und Fehlertreue der physischen Qubits, äußere Einflüsse wie das Rauschen und das Übersprechen von Qubits. (sun@ix.de)