1000 atomare Qubits, Tendenz steigend

„Wir sind hocherfreut, dass wir die Marke von 1.000 einzeln kontrollierbaren atomaren Qubits als erste erreicht haben, während so viele exzellente Konkurrenten uns dicht auf den Fersen sind„, ordnet Birkl die Ergebnisse ein. Die Forschenden konnten experimentell zeigen, dass der Ansatz, modernste quantenoptische Methoden und fortschrittliche mikrooptische Technologie zu kombinieren, es ermöglicht, die Grenze der zugänglichen Qubit-Zahlen deutlich zu erhöhen.

Dies gelang durch die Einführung der neuartigen Methode der „Quantenbit-Turboaufladung“. Dabei wird die Begrenzung der Anzahl der einsetzbaren Qubits aufgrund der limitierten Laserleistung aufgehoben. In einem Quantenregister mit 3.000 Speicherplätzen werden 1.305 Einzel-Atom-Qubits gespeichert und zu defektfreien Zielstrukturen von bis zu 441 Qubits umarrangiert. Durch den parallelen Einsatz mehrerer Laserquellen sprengt dieses Konzept bisher als schwer überwindbar angenommene technologische Grenzen.

Für viele Anwendungsszenarien wird die Zahl von 1.000 Qubits als ein Schwellenwert angesehen, ab dem der angestrebte Effizienzvorteil von Quantencomputern erstmals demonstriert werden kann. Entsprechend intensiv wurde weltweit daran gearbeitet, diesen Schwellenwert erstmalig zu erreichen. Mit der nun publizierten Forschungsarbeit ist dies für atomare Quantensysteme der Arbeitsgruppe um Professor Birkl weltweit zum ersten Mal gelungen. Wie in der Publikation ebenfalls dargelegt, wird eine weitere Erhöhung der Zahl der Laserquellen bereits in wenigen Jahren den Zugang zu Qubit-Zahlen von 10.000 und mehr ermöglichen.