Auch wenn seit Jahrzehnten an ihnen geforscht wird, sind Quantencomputer immer noch experimentelle Systeme. So müssen sie etwa stark von ihrer Umgebung abgeschottet und unter extrem niedrigen Temperaturen betrieben werden, um "Rauschen" und somit Berechnungsfehler zu minimieren.

Google hat nun eine neue Generation seiner Quantenprozessoren vorgestellt, die hier einen entscheidenden Fortschritt bringen soll. "Bristlecone" soll durch die Implementation eines Systems zur Fehlerkorrektur den Weg zur "Quantendominanz" – jenem technologischen Zustand, in dem Quantencomputer bei der Bewerkstelligung verschiedener Aufgaben zuverlässig klassische Rechner schlagen – ebnen.

Mehr Qubits für bessere Korrektur

Bislang lag die Fehlerquote von Googles Quantensystemen je nach Aufstellung zwischen 0,1 und 0,6 Prozent. Zumindest jede tausendste Berechnung erwies sich also als inkorrekt. Hinzu kam eine einprozentige Fehlerrate beim Auslesen.

Auf den neuen Chips befinden sich jeweils 72 Qubits, die im Gegensatz zu normalen Transistoren mehr als zwei Zustände (An/1, Aus/0) kennen. Allerdings liefert ein Teil der Qubits nicht direkt Ergebnisse an das System. Ihr Output fließt jeweils in einen Kontrollschaltkreis, der durch eine Serie an logischen Operationen etwaige Fehler korrigieren soll.

Dementsprechend hat Google diese Implementation "Quantum Error Correction", kurz: QEC, getauft. Je mehr Qubits damit operieren, desto besser wird die Erkennung zudem. Derzeit operiert man mit Clustern aus jeweils neun Qubits.

Forschungszwecke

Bristlecore ist freilich noch keine für Alltagszwecke gedachte Implementation eines Quantencomputers. Das System soll aber den Weg zur "Quantendominanz" legen und Wissenschaftlern ein Werkzeug in die Hand geben, mit dem sie Forschungen hinsichtlich der Fehlerquote und Fehlerursachen bei Quantenoperation anstellen und die Skalierbarkeit der Technologie erproben können. (red, 06.03.2018)