Google senkt Fehler des Willow-Quantenprozessors im Magic-State-Test um das 40-Fache

Google Quantum AI bezeichnet sein jüngstes Willow-Experiment als einen Schritt hin zu zuverlässigeren Quantenberechnungen. Forschende zeigten, dass sie „Magic States“ mit deutlich geringeren Fehlerraten als zuvor präparieren und filtern konnten. Die in Science veröffentlichte Arbeit nutzte auf dem supraleitenden Prozessor ein mehrstufiges Kultivierungsverfahren, statt auf einmal eine große Menge herzustellen.

Die akzeptierten Magic States erreichten laut Bericht eine Fidelity von 99,99 Prozent, doch nur etwa 8 Prozent der Versuche bestanden die Prüfungen der Forschenden. Versuche mit erkannten Fehlern wurden verworfen, und das Team begann von vorn.

Die Forschenden übertrugen kultivierte Zustände aus einem Color Code mit Distanz 3 in einen Surface Code mit Distanz 5 und prüften dabei, wie sie sich zwischen zwei Fehlerkorrekturverfahren bewegen. Im Experiment kamen höchstens 54 der 105 Qubits von Willow zum Einsatz.

Auch die Messungen stellten das Team vor Herausforderungen: Temperaturschwankungen im Labor und Drift in der elektrischen Ausrüstung beeinträchtigten die Ergebnisse. Das Team verbesserte die Systemüberwachung und entwickelte eine neue Methode, um den Kultivierungsprozess zu bewerten.

Das Experiment zeigt noch nicht, wie viele Ressourcen sich mit diesem Ansatz in einem größeren System einsparen ließen. Google plant, die Kultivierung von Magic States in größerem Maßstab zu testen.

Die berichtete Fehlerrate liegt zudem noch weit über dem Niveau, das für die Faktorisierung von RSA-2048 als erforderlich gilt: Laut Schätzung müssten Fehler bei Magic States etwa eine Million Mal geringer sein als im Experiment erreicht.

Was würde dieses Ergebnis als praktischen Fortschritt überzeugend machen: eine höhere Erfolgsquote, ein Test in größerem Maßstab oder eine klarere Schätzung der Ressourceneinsparungen?