Schneller bedeutet weniger fehleranfällig

Die Forschenden zeigen auf, wie sich mit diesen Quantenbits logische Gatter der Art «Kontrolliertes NOT-Gate» (Englisch: controlled NOT gate, kurz: CNOT gate) herstellen liessen. Logische Gatter sind die grundlegenden Bausteine, mit denen auch klassische Computer Berechnungen ausführen. Schaltet man genügend solche CNOT-Gatter sowie Einzel-Quantenbit-Gatter zusammen, wird jede erdenkliche Rechenoperation möglich. Sie bilden somit die Basis für Quantencomputer.

Damit ist diese Arbeit zwar nicht die erste, die quantenbasierte logische Gatter vorschlägt. «Unsere Methode, die Quantenbits zu aktivieren und zu verschränken, hat aber gegenüber bisherigen vergleichbaren Vorschlägen einen entscheidenden Vorteil: Sie ist mindestens um den Faktor zehn schneller», so Grimm.

Dabei geht es jedoch nicht nur um die Schnelligkeit, mit der ein darauf aufbauender Quantencomputer rechnen könnte, sondern vor allem um die Fehleranfälligkeit des Systems. «Quantenbits sind nicht sehr stabil. Wenn die Verschränkungsprozesse zu langsam sind, wird es wahrscheinlicher, dass einige der Quantenbits zwischenzeitlich ihre Information verlieren», erklärt Grimm.

Was die PSI-Forschenden also letztlich entdeckt haben, ist eine Möglichkeit, diese Art Quantencomputer nicht nur mindestens zehn Mal so schnell zu machen, sondern zudem um denselben Faktor weniger fehleranfällig als bisherige, vergleichbare Systeme.