Durchbruch: Forscher reduzieren **Messfehler** in Quantencomputern entscheidend
Harry Girschner
Durchbruch: Forscher reduzieren **Messfehler** in Quantencomputern entscheidend
Ein internationales Forscherteam hat Fortschritte bei der Reduzierung von Fehlern während quantenmechanischer Messungen erzielt. Ihre Studie, veröffentlicht in den Fachzeitschriften Physical Review X und Physical Review Letters, konzentriert sich darauf, unerwünschte Energiesprünge in supraleitenden Qubits zu verhindern. Solche Sprünge können die Genauigkeit von Quantencomputern beeinträchtigen, die auf der präzisen Steuerung empfindlicher Quantenzustände beruhen.
An der Arbeit waren Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Université de Sherbrooke beteiligt. Ihre Erkenntnisse tragen dazu bei, die Zuverlässigkeit von Quantenauslesungen zu verbessern – eine zentrale Herausforderung bei der Entwicklung praxistauglicher Quantencomputersysteme.
Die Forscher untersuchten, wie Mikrowellenphotonen, die in Ausleseprozessen verwendet werden, Qubits dazu bringen können, in höhere Energiezustände zu springen. Dieser Effekt, der der Ionisation von Atomen ähnelt, führt zu Fehlern bei der Messung von Quanteninformationen. Das Team konzentrierte sich dabei auf Transmons, eine weitverbreitete Art supraleitender Qubits in der Quanteninformatik.
Durch aktives Anpassen der Ladung an den Transmons fanden die Wissenschaftler heraus, dass sie diese unerwünschten Übergänge deutlich reduzieren konnten. Indem sie die Ladungsniveaus überwachten und neu kalibrierten, während sie die Auslesung variierten, identifizierten sie Photonenzahlbereiche, in denen Störungen minimal waren. Dieser Ansatz bestätigt aktuelle theoretische Modelle und erklärt die Physik hinter messinduzierten Übergängen in Qubit-Systemen.
Die Studie wurde unter anderem von den Forschern D. Vion, Y. M. P. Thibault und M. H. Devoret geleitet. Ihre Experimente liefern ein besseres Verständnis der Bedingungen, unter denen diese Energiesprünge auftreten – ein entscheidender Schritt, um Messverfahren zu optimieren und die Präzision von Quantenauslesungen zu erhöhen. Die Ergebnisse wurden am 14. März 2018 in Physical Review X und später in Physical Review Letters (DOI: 10.1103/yljv-b4kj) veröffentlicht.
Diese Forschung stellt einen wichtigen Fortschritt bei der Verringerung von Auslesefehlern in supraleitenden Quantencomputern dar. Durch die Kontrolle von Ladungsniveaus und Photonenzahlen hat das Team eine Methode demonstriert, um störende Übergänge während der Messung zu vermeiden. Solche Verbesserungen bringen die Quanteninformatik praktischen Anwendungen in Bereichen wie Kryptographie, Materialwissenschaft und komplexen Simulationen einen Schritt näher.
