ETH Zürich: Quantencomputer und das schwingende Quetschen von Wellen

Will man tatsächlich einen Qualitätssprung in der Künstlichen Intelligenz erreichen, wird es Quantencomputer brauchen, da diese weitaus höhere Rechenleistungen versprechen und damit schnellere Datenverarbeitung.

Aber: Wer einen Quantencomputer bauen will, muss – im doppelten Wortsinn – mit Fehlern rechnen. Die Quanten-Bits oder Qubits nämlich, die gleichzeitig die logischen Zustände 0 und 1 annehmen können und dadurch für schnellere Rechnungen sorgen, sind äusserst störanfällig.

Abhilfe kann die Quanten-Fehlerkorrektur schaffen, bei der jedes Qubit in mehrfacher Ausführung, also «redundant» vorhanden ist und Fehler so nachgewiesen und später berichtigt werden können, ohne den fragilen Qubit-Quantenzustand selbst zu stören.

Das ist technisch sehr aufwendig. Seit einigen Jahren gibt es einen Alternativvorschlag, bei dem die Information nicht in mehreren redundanten Qubits gespeichert wird, sondern in den vielen Schwingungszuständen eines einzigen quantenphysikalischen harmonischen Oszillators.

Ein solches, in einem Oszillator kodiertes Qubit hat nun die Forschungsgruppe von Jonathan Home, Professor am Institut für Quantenelektronik der ETH Zürich, im Labor realisiert.

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