Revolution im Quantencomputing: Neue Verschränkungen über 30 cm!
Revolution im Quantencomputing: Neue Verschränkungen über 30 cm!
Was gibt es Neues in der Welt der Quantencomputer? Ein aufregendes Forschungsprojekt an der Beijing Academy of Quantum Information Sciences hat einen entscheidenden Schritt gemacht: Forscher haben eine Methode entwickelt, um hochpräzise Verschränkungen zwischen zwei supraleitenden Quantenprozessoren zu realiseren, die 30 cm voneinander entfernt sind. Dies ist besonders spannend, da herkömmliche Quantenverbindungen oft auf die Begrenzungen der Quantenstatusübertragung angewiesen sind, die für zirkuläre Quantencomputer nicht geeignet sind. Stattdessen haben die Wissenschaftler durch Anwendung des sogenannten Cross-Resonance-Effekts zwei qubit-Entangling-Gates, CNOT und CZ, erfolgreich implementiert. Das Prinzip dahinter ist simpel: ein Mikrofonkabel verbindet die Chips, und die Umsetzung der Technik ist so gedacht, dass kein zusätzliches Equipment notwendig ist, um ein neues Chip-Setup einzuführen. Diese Neuigkeit erschließt beschriebenen Perspektiven für die künftige Entwicklung der Quantenverarbeitung, indem sie die Vernetzung verschiedener Chips vereinfacht und damit das Potenzial für verteilte Quantencomputer enorm steigert.
Nun stellt sich die Frage, welche Bedeutung diese Entwicklungen haben. Laut phys.org können Quantencomputer Probleme in der Optimierung und Datenverarbeitung lösen, die klassische Rechner nicht bewältigen können. Die Forschung zeigt, dass eigenen Quantenprozessoren, insbesondere solche auf Basis supraleitender Qubits, hoch im Kurs stehen. Der Vorteil dieser Technologie liegt darin, dass durch den Einsatz von widerstandslos fließenden Strömen Störungen gut kompensiert werden können, was die Qualität der Berechnungen verbessert.
Herausforderungen und Perspektiven
Die Arbeit an diesen neuen Technologien bringt jedoch auch Herausforderungen mit sich. Aktuelle supraleitende Quantenprozessoren kämpfen mit Problemen wie Frequenzüberlappungen und der Komplexität, mehrere Qubits zu steuern. Die jüngsten Fortschritte zur Überwindung dieser Hürden sind jedoch vielversprechend. Das Team in Beijing hat laut arxiv bemerkenswerte Ergebnisse erzielt, mit einer CNOT-Gate-Fidelität von 99,15 % und einer CZ-Gate-Fidelität von 98,04 %. Diese Werte beweisen, dass ihre Methode nicht nur effizient, sondern auch universell einsetzbar ist, was den Weg für die Verbreitung verteilter Quanteninformationssysteme ebnet.
Im europäischen Raum wird ebenfalls hart an dieser Technologie gearbeitet. Das GeQCoS-Verbundprojekt in Deutschland zielt darauf ab, einen Quantenprozessor-Prototyp mit supraleitenden Qubits zu entwickeln. Dabei liegt der Fokus auf der Verbesserung der Konnektivität und der Reproduzierbarkeit der Qubits. Ein Schlüssel zur Umsetzung dieser Vision wird die enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie sein, wie auf der Seite von Fraunhofer IAF betont wird. Das Projekt strebt die Industrialisierung dieser Technologien an, um Deutschland als eines der führenden Zentren für Quantencomputing zu positionieren.
Zusammengefasst stehen wir an einem spannenden Wendepunkt in der Quantenverarbeitung. Mit den Arbeiten an hochpräzisen Verschränkungen und der Entwicklung effizienter Quantenprozessoren können wir uns auf eine zukünftige Ära freuen, in der Quantencomputer zentral für viele Branchen, von Chemie über Pharma bis hin zur komplexen Datenanalyse, sein werden. Auf jeden Fall ist hier noch viel mehr zu erwarten!