Verschiedene Methoden werden verwendet, um Fehler in Quantencomputern zu korrigieren. Nicht alle Vorgänge können mit unterschiedlichen Korrekturcodes gleich gut implementiert werden. Daher hat ein Forschungsteam der University of Innsbruck zusammen mit einem Team von RWTH Aachen und Forschungszentrum Jülich eine Methode entwickelt und zum ersten Mal experimentell implementiert, mit dem ein Quantencomputer zwischen zwei Korrekturcodes und Codes und Codes und Forth schalten kann Führen Sie somit alle gegen Fehler geschützten Computervorgänge durch.
Computer machen auch Fehler. Diese werden normalerweise durch technische Maßnahmen unterdrückt oder während der Berechnung erkannt und korrigiert. In Quantencomputern beinhaltet dies einige Anstrengungen, da keine Kopie aus einem unbekannten Quantenzustand bestehen kann. Dies bedeutet, dass der Zustand während der Berechnung nicht mehrmals gespeichert werden kann und ein Fehler durch Vergleich dieser Kopien nicht erkannt werden kann. Inspiriert von der klassischen Informatik hat die Quantenphysik eine andere Methode entwickelt, bei der die Quanteninformationen auf mehrere verwickelte Quantenbits verteilt und auf diese Weise redundant gespeichert werden. Wie dies geschehen wird, ist in sogenannten Korrekturcodes definiert.
Im Jahr 2022 leitete ein Team von Thomas Monz vom Department of Experimental Physics an der Universität von Innsbruck und Markus Müller vom Abteilung für Quanteninformationen am RWTH Aachen, und das Peter Grünberg -Institut am Forschungszentrum Jülolich in Deutschland implementierte ein universelles Set von Operationen bei Verwerfungen. -Tolerante Quantenbits, die demonstriert, wie ein Algorithmus auf einem Quantencomputer programmiert werden kann, damit Fehler effizient korrigiert werden können. Unterschiedliche Codes für Quantenfehlerkorrekturen haben jedoch auch unterschiedliche Schwierigkeiten. In einem Satz heißt es, dass kein Korrekturcode alle Gate -Operationen implementieren kann, die für frei programmierbare Berechnungen mit den logischen Quantenbits problemlos und vor Fehlern geschützt sind.
Quantentore werden mit unterschiedlichen Korrekturcodes realisiert
Um diese Schwierigkeit zu umgehen, hat die Forschungsgruppe von Markus Müller eine Methode festgelegt, mit der der Quantencomputer auf fehlertolerante Weise zwischen zwei Korrekturcodes hin und her wechseln kann. „Auf diese Weise kann der Quantencomputer auf den zweiten Code wechseln, wenn ein Logik -Gate, das schwer zu realisieren ist in Markus Müllers Forschungsgruppe. Sie entwickelte die Quantenschaltungen, auf denen das Experiment basiert, und implementierte sie in enger Zusammenarbeit mit Thomas Monz ‚Forschungsgruppe in Innsbruck. „Gemeinsam haben wir zum ersten Mal gelungen, einen universellen Satz von Quantentoren auf einem Ionenfalle -Quantencomputer unter Verwendung von zwei kombinierten Quantenfehlerkorrektur -Codes zu realisieren“, sagt der PhD -Student Ivan Pogorelov von der Innsbruck -Forschungsgruppe.
„Dieses Ergebnis basiert auf unserer langjährigen guten Zusammenarbeit mit Markus Müllers Team“, sagt Thomas Monz, der den theoretischen Physiker aus seinen Doktoranden an der University of Innsbruck kennt.
Die Ergebnisse der aktuellen Studie wurden im Journal veröffentlicht Naturphysik. Die Forschung wurde unter anderem durch den österreichischen Wissenschaftsfonds FWF, der österreichischen Forschungsförderungsagentur FFG, der deutschen DFG, der bayerischen Landesregierung, der Europäischen Union und der Föderation der Österreichischen Industrie Tirol unterstützt.
