Neuer Quantencode senkt Fehler um das 1.000-Fache bei nur einem Achtel der Qubits

Allerdings erfordern bestehende Methoden häufig eine große Anzahl Hardware. Nach Angaben Code darauf ab, sowohl die Effizienz als auch die Praktikabilität zu verbessern, indem er die Fehlerraten senkt und gleichzeitig die Anzahl der physikalischen Qubits reduziert, die zum Schutz ötigt werden.

Weniger Qubits, weniger Fehler: Die Familie der Barbell-Codes wurde speziell für die Constellations-Prozessorarchitektur, die eine verbesserte Vernetzung zwischen den Qubits aufweist. Im System kann jedes Qubit direkt mit bis zu 12 benachbarten Qubits interagieren, im Vergleich zu vier in einer herkömmlichen quadratischen Gitteranordnung.

Das Unternehmen gab an, dass dieses Design eine hochleistungsfähige Fehlerkorrektur ermöglicht, ohne umfangreiche zusätzliche Hardware zu erfordern. Barbell-Codes stützen sich auf eine einzige lange Kuppler-Verbindung pro zweiten Qubit und reduzieren so den Bedarf an mehreren langreichweitigen Kreuzkuppelern, die die Chip-Herstellung erschweren können.

Technischer Hintergrund

Durch die Ausnutzung der Vernetzung des Prozessors kann der Code die für die Fehlerkorrektur benötigte Verschränkung erzeugen, während die Hardware-Anforderungen vergleichsweise gering bleiben. „Wir eröffnen das nächste Kapitel der Quantencomputing-Entwicklung", sagte Jan Goetz, CEO und Mitbegründer. „Unser Ansatz bietet einen hochwettbewerbsfähigen Weg zur skalierbaren Quantenfehlerkorrektur mit supraleitenden Qubits und ebnet den Weg für großskalige, fehlertolerante Quantencomputer." Das Unternehmen betonte, dass der Ansatz für reale supraleitende Quantenprozessoren und nicht für idealisierte Laborsysteme entwickelt wurde, wobei der Fokus auf Herstellbarkeit und Skalierbarkeit liegt.

Die praktische Umsetzung der Quantenfehlerkorrektur gilt weithin als eines der zentralen Hindernisse, die verhindern, dass heutige Quantencomputer kommerziell wertvolle Probleme im großen Maßstab bewältigen können.

Zwar haben Fortschritte bei der Qubit-Qualität die Hardware-Leistung stetig verbessert, doch gehen Experten davon aus, dass fehlertolerante Systeme robuste Fehlerkorrekturschemata erfordern, die Fehler schneller unterdrücken können, als sie sich ansammeln.

Markt und Strategie

IQM behauptet, dass seine Barbell-Codes einen Weg zu diesem Ziel eröffnen, indem sie niedrigere logische Fehlerraten mit geringerer Hardware-Komplexität kombinieren. Das Unternehmen gab an, dass die Technologie seine Roadmap für Quantensysteme unterstützt, die mit Hunderten hochpräziser logischer Qubits betrieben werden können.

Diese Entwicklung fällt in eine Zeit, in der sich IQM darauf vorbereitet, 150-Qubit-Quantensysteme später dieses Jahr an Kunden auszuliefern.

Das Unternehmen hat zudem IQM Halocene angekündigt, einen Quantencomputer, der für das Testen und die Entwicklung die berichteten Leistungssteigerungen auch in Großsystemen reproduzierbar sind, könnte der neue Ansatz dazu beitragen, den Hardware-Aufwand zu verringern, der traditionell mit fehlertolerantem Quantencomputing einhergeht.

Die Entwicklungsdetails und die numerische Leistungsanalyse wurden auf arXiv veröffentlicht.