Durchbruch: Forscher reduzieren Fehler in Quantencomputern durch präzise Ladungssteuerung
Cordula Ring
Durchbruch: Forscher reduzieren Fehler in Quantencomputern durch präzise Ladungssteuerung
Eine neue Studie hat Wege aufgezeigt, um Fehler in supraleitenden Quantencomputern zu reduzieren. Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Université de Sherbrooke untersuchten, warum Qubits während Messvorgängen unerwartet in höhere Energiezustände springen. Ihre Erkenntnisse bieten eine Methode, um die Zuverlässigkeit von Quantensystemen zu verbessern.
Das Team konzentrierte sich auf Transmon-Qubits, eine gängige Bauform in supraleitenden Quantenprozessoren. Beim Auslesen dringen Mikrowellenphotonen in einen Resonator ein, um den Zustand des Qubits zu messen. Doch dieser Prozess kann unerwünschte Sprünge auslösen – ähnlich wie bei der Ionisation von Atomen –, bei denen die Qubits in höhere Energieniveaus wechseln.
Durch die Verfolgung der Photonenzahlen und Ladungsniveaus identifizierten die Wissenschaftler die Bedingungen, unter denen diese Sprünge auftreten. Sie fanden heraus, dass eine aktive Anpassung der Ladung an den Transmons die störenden Übergänge drastisch verringert. Zudem hilft es, diese Niveaus während des variierten Auslesevorgangs zu überwachen und neu zu kalibrieren, um Übergänge in kritischen Photonenbereichen zu vermeiden. Die Arbeit wurde von T. T. Wang, A. A. Houck und J. Koch geleitet. Die Ergebnisse erschienen in Physical Review Letters unter der DOI 10.1103/yljv-b4kj.
Diese Forschung ebnet den Weg zu einer gezielten Vermeidung von Fehlern in supraleitenden Quantencomputern. Durch die Verfeinerung der Messtechniken ist das Team einem stabileren und zuverlässigeren Quantenbetrieb einen Schritt nähergekommen. Die Erkenntnisse könnten künftige Ausleseverfahren optimieren und die Gesamtgenauigkeit der Systeme steigern.
