In einem bedeutenden Fortschritt für die Quantentechnologie haben zwei Teams bahnbrechende Entdeckungen in der Quantenfehlerkorrektur und der Atomdetektion gemacht, die eine neue Ära des Quantencomputings einläuten. Am 19. Dezember 2024 wurden Forscher von der Harvard-Universität, dem MIT, QuEra Computing und Google Quantum AI für ihre Fortschritte bei der Bewältigung des anhaltenden Problems von Fehlern in Quantensystemen anerkannt.
Das Team unter der Leitung von Mikhail Lukin und Dolev Bluvstein an der Harvard-Universität entwickelte einen Quantenprozessor, der in der Lage ist, Algorithmen mit 48 logischen Qubits auszuführen und gleichzeitig Fehler in Echtzeit zu korrigieren. Mit Arrays aus ultrakalten Rubidium-Atomen demonstrierte ihr Prozessor einen innovativen Ansatz zur Erhaltung quantenmechanischer Zustände, der mit einem „lebenden Organismus“ verglichen wird, der sich während der Berechnungen anpasst. Diese Errungenschaft ist entscheidend, da sie die Praktikabilität von Quantencomputern zur Lösung komplexer Probleme verbessert.
Zur gleichen Zeit erzielte Hartmut Neven und sein Team bei Google Quantum AI einen Durchbruch mit ihrem Willow-Quantenprozessor, der bis zu 105 supraleitende physische Qubits integriert. Sie konnten die Geräuschpegel in logischen Qubits niedrig halten, was darauf hindeutet, dass zukünftige Quantenprozessoren bis 2030 auf 1000 logische Qubits skaliert werden könnten. Solche Fortschritte könnten bedeutende Anwendungen in der Medikamentenentwicklung und Materialwissenschaft ermöglichen.
In einer weiteren bemerkenswerten Entwicklung enthüllten Forscher der Sandia National Laboratories und der University of New Mexico eine Methode zur Erkennung von Atomverlust in neutralen Atom-Quantensystemen, ohne deren quantenmechanische Zustände zu stören. Diese Detektionstechnik, die eine Genauigkeit von 93,4 % erreicht, adressiert eine kritische Herausforderung im Quantencomputing, bei der verlorene Atome zu fehlerhaften Berechnungen führen können. Die Fähigkeit, diese Fehler zu identifizieren und möglicherweise zu beheben, könnte Datenkorruption verhindern und die Zuverlässigkeit quantenmechanischer Berechnungen verbessern.
Diese Entdeckungen unterstreichen das transformative Potenzial der Quantentechnologie mit Auswirkungen auf verschiedene Bereiche, einschließlich Pharmazie, Materialtechnik und Grundlagenforschung in der Physik. Während die Forscher weiterhin daran arbeiten, diese Technologien zu verfeinern, rückt der Traum vom praktischen Quantencomputing näher an die Realität.