Forschende des RIKEN Center for Emergent Matter Science in Japan haben gemeinsam mit Partnerinstitutionen die hochpräzise Steuerung von fünf parallel betriebenen Silizium-Spin-Qubits über eine einzige gemeinsame Mikrowellenleitung demonstriert. Die Information ist BESTÄTIGT: Das Ergebnis steht in der offiziellen Pressemitteilung von RIKEN vom 16. Oktober 2026 und in der am 15. Oktober 2026 in Nature Physics veröffentlichten Studie.
Silizium-Spin-Qubits speichern Information im Spin eines in einem Siliziumsubstrat gefangenen Elektrons und sind vielversprechend, weil sie mit den Halbleiterfertigungstechniken kompatibel sind, die die Chipindustrie bereits nutzt. Das Problem: Werden mehrere Qubits gleichzeitig gesteuert, sinkt die Genauigkeit in der Regel — ein direktes Hindernis für größere Quantenprozessoren.
Der Übeltäter: die AC-Stark-Verschiebung
Das Team identifizierte als Hauptfehlerquelle die AC-Stark-Verschiebung: Mikrowellensignale verändern die effektiven Energieniveaus eines Qubits und verschieben die Phase seines Quantenzustands, was die Steuerung der Nachbar-Qubits stört. Statt jede mögliche Kombination von Qubits einzeln zu kalibrieren, entwickelten die Forschenden ein paarweises Kalibrierungsprotokoll: Sie messen, wie jedes Qubit-Paar einander beeinflusst, und nutzen diese Messungen, um Phasenverschiebungen auszugleichen, wenn mehrere Qubits gemeinsam laufen.
Die Zahlen des Experiments
Einzeln betrieben erreichten die fünf Qubits Ein-Qubit-Gatter-Fidelities deutlich über 99,99 %, das beste nahe 99,999 %. Bei bis zu drei gleichzeitig betriebenen Qubits blieben die Fidelities über 99,99 %. Bei allen fünf parallel lagen sie bei etwa 99,9 % — ein Niveau nahe dem, das laut RIKEN in der Praxis für fehlertolerantes Quantencomputing erforderlich ist.
Die Arbeit beseitigt nicht alle Fehler: Der verbleibende Verlust wurde auf antriebsinduzierte Dekohärenz zurückgeführt, verursacht durch die höhere Mikrowellenleistung, die für den gleichzeitigen Betrieb mehrerer Qubits nötig ist. Und das Ergebnis ist einzuordnen: Die Studie behandelt Ein-Qubit-Gatter, keinen einsatzbereiten fehlertoleranten Quantencomputer. Der Fortschritt ist ein wichtiger, aber partieller Schritt der Steuerungstechnik hin zu größeren Siliziumprozessoren mit weniger Steuerleitungen pro Qubit.
Quellen
- RIKEN — A path toward larger quantum processors
- Nature Physics — Simultaneous High-Fidelity Single-Qubit Gates in a Spin Qubit Array
- SciTechDaily — Quantum Computing Breakthrough Opens a New Path to Larger, More Powerful Processors
- Interesting Engineering — Scientists keep five quantum bits accurate while running them all at once
Transparenz: Dieser Artikel wurde mithilfe künstlicher Intelligenz erstellt, auf Grundlage eines Abgleichs öffentlicher Beiträge auf X und von Internetquellen, darunter die offizielle Pressemitteilung von RIKEN und die Fachberichterstattung. Es wird empfohlen, vor jeder Entscheidung die Originalquellen zur Bestätigung der Details zu konsultieren.
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