IQM stellt neuartigen Ansatz zur Quantenfehlerkorrektur für fehlertolerantes Quantencomputing vor

Der neue Ansatz bietet Spitzenleistung bei deutlich geringerer Hardwarekomplexität

MÜNCHEN und ESPOO, Finnland--(BUSINESS WIRE)--IQM Quantum Computers, der weltweit führende Anbieter supraleitender Quantencomputer, hat einen neuartigen Quantenfehlertoleranz-Code entwickelt, der im Vergleich zum Surface-Code logische Fehlerraten um bis zu drei Größenordnungen senkt und dabei bis zu achtmal weniger physikalische Qubits benötigt.

Anders als viele alternative Ansätze zur Hochleistungs-Quantenfehlertoleranz weist der neue Code zudem eine vergleichsweise geringe Hardwarekomplexität auf und stellt damit einen bedeutenden Fortschritt auf dem Weg zu skalierbarem fehlertolerantem Quantencomputing dar.

Die Quantenfehlerkorrektur ist nach wie vor eine der größten Herausforderungen auf dem Weg zum praktischen Quantencomputer. Fehler durch Rauschen müssen schneller korrigiert werden, als sie entstehen. Frühere Ansätze erforderten dafür entweder komplexe Hardware oder erhebliche Leistungseinbußen. Die Codes von IQM lösen beide Herausforderungen gleichzeitig.

Die wegweisende Technologie von IQM, die sogenannten Barbell-Codes, ist eine Familie von Quanten-Low-Density-Parity-Check-Codes (QLDPC), die speziell auf die Constellation-Architektur von IQM zugeschnitten sind – eine einzigartige Quantenprozessor-Topologie mit verbesserter planarer Konnektivität, bei der jedes Qubit nativ mit bis zu 12 anderen Qubits interagieren kann – gegenüber vier Qubits in einer herkömmlichen quadratischen Gittertopologie –, wobei lediglich drei Koppler für die Rechenqubits und sechs für die zentralen Elemente erforderlich sind.

Durch die Nutzung der Qubit-Konnektivität und die Tatsache, dass für jedes zweite Qubit lediglich eine einzige Verbindung über einen langen Koppler benötigt wird, ermöglichen Barbell-Codes eine leistungsstarke, fehlertolerante Fehlerkorrektur bei deutlicher Reduzierung der Hardwarekomplexität.

Die vom IQM-Team auf arXiv veröffentlichten Entwicklungsdetails und numerischen Leistungsanalysen belegen große Fortschritte beim Quantencomputing. Barbell-Codes werden erstellt, indem zwei Standorte mit standardmäßiger planarer Constellation-Konnektivität durch einen einzigen langen Koppler für jedes zweite Qubit verbunden werden. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, Verschränkungen zwischen solchen Paaren zu erzeugen.

Aufgrund dieses einzigartigen Designs sind bei offenen Randbedingungen keine zusätzlichen Langstrecken-Kreuzkoppler erforderlich. Dies vereinfacht die Fertigung, ohne die Leistung zu beeinträchtigen. Das Ergebnis ist eine Lösung, die nicht für optimale Laborbedingungen, sondern für die praktischen Gegebenheiten der Herstellung supraleitender Qubits entwickelt wurde.

„Wir ebnen den Weg in eine neue Ära des fehlertoleranten Quantencomputings“, so Jan Goetz, CEO und Mitbegründer von IQM Quantum Computers. „Unser Ansatz schafft eine sehr wettbewerbsfähige Lösung für die skalierbare Quantenfehlerkorrektur mit supraleitenden Qubits und ebnet so den Weg für fehlertolerante Quantencomputer im großen Maßstab.“

IQM hat mehr Quantensysteme verkauft als jeder andere Hersteller und wird noch in diesem Jahr 150-Qubit-Systeme bei Kunden bereitstellen. Darüber hinaus hat das Unternehmen IQM Halocene vorgestellt – einen hochmodernen Quantencomputer für Quantenfehlerkorrekturcodes.

Der Barbell-Codes-Ansatz fügt sich nahtlos in die Entwicklungsstrategie des Unternehmens ein und bringt IQM auf einen vielversprechenden Weg hin zu fehlertoleranten Quantensystemen mit Hunderten von hochpräzisen logischen Qubits und der Aussicht auf einen Quantenvorteil in zahlreichen Branchen.

Wie IQM kürzlich bekannt gab, wurden die Investitionszusagen für das PIPE-Programm erhöht, da die Nachfrage durch Investoren vor dem geplanten Nasdaq-Börsengang im Zuge einer Fusion mit der Real Asset Acquisition Corp. (Nasdaq: RAAQ) gestiegen ist.

Über IQM Quantum Computers

IQM Quantum Computers ist ein weltweit führender Anbieter von supraleitenden Quantencomputern und stellt Forschungsinstituten, Universitäten, Hochleistungsrechenzentren, nationalen Laboratorien und Konzernen weltweit Full-Stack-Quantencomputer und Zugang zu Cloud-Plattformen bereit. Das On-Premises-Bereitstellungsmodell von IQM bietet Kunden die Möglichkeit, ihre Quanteninfrastruktur selbst zu verwalten und zu kontrollieren. Das 2018 gegründete Unternehmen hat seinen Hauptsitz in Finnland und unterhält einen wichtigen Standort in München. Es beschäftigt mehr als 400 Mitarbeitende. IQM ist in Europa, Asien und Nordamerika tätig. Bei der SEC hat IQM eine F-4-Registrierungserklärung eingereicht, um über einen Zusammenschluss mit Real Asset Acquisition Corp. (Nasdaq: RAAQ) als erstes börsennotiertes europäisches Quantenunternehmen an der Nasdaq Global Exchange in den USA gelistet zu werden.

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