Quantenchip mit 7 Minuten Bit- Flip-Zeit Google bietet Katzen-Qubits von Alice & Bob

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Alice & Bob ist ein Quantencomputer-Unternehmen mit Sitz in Paris und Boston, dessen Ziel es ist, den ersten universellen, fehlertoleranten Quantencomputer zu entwickeln. Das Unternehmen ist auf Cat-Qubits spezialisiert, eine Technologie, die von den Gründern des Unternehmens entwickelt und später von Amazon übernommen wurde. Jetzt ist ein Katzen-Quantenchip im „Google Cloud Marketplace“ erhältlich.

Um genau zu sein handelt es sich bei dem Cat-Qubit-Chip von Alice & Bob auf dem Google Cloud Markeplace einen neuen Single-Cat-Qubit-Chip der „Boson"-Serie. Théau Peronnin, CEO und Mitbegründer von Alice & Bob, sagt dazu: „Als mein Mitgründer und ich Alice & Bob gründeten, dachten viele, dass Cat-Qubits nie mehr als ein Laborkonzept sein würden. Jetzt sind wir das erste Unternehmen, das einen Cat-Qubit-Chip für jedermann zur Verfügung stellt".

Er fügt hinzu: „Wir sind davon überzeugt, dass „Boson 4“ das Interesse von Forschern wecken wird, und wir sind bestrebt, die Palette der Experimente, die damit durchgeführt werden können, kontinuierlich zu erweitern.“

Das Cat-Qubit, gilt als eine der vielversprechendsten Plattformen für die Realisierung von fehlertoleranten Quantencomputern. Mit der Markteinführung von Boson 4 ist zum ersten Mal ein Katzen-Qubit für die Öffentlichkeit verfügbar.

Die Technologie

Hartmut Neven, VP of Engineering bei Google, ergänzt: „Es ist großartig, dass es auf diesem Gebiet weitere Fortschritte gibt. Die Quanteninformation vor einem der beiden Fehler zu schützen, die sie beschädigen, ist ein vielversprechender Weg zu einem robusten Quantencomputer.“ Und: „Das Katzen-Qubit ist eine interessante Technologie, die für Experimente zur Verfügung steht."

Quantenbits leiden unter zwei Arten von Fehlern, dem Bit-Flip und dem Phasen-Flip. Jeder Fehler tritt bei supraleitenden Qubits im besten Fall Dutzende Male pro Sekunde auf, in der Regel jedoch weit häufiger.

Der Boson-4-Chip verlängert die Bit-Flip-Zeit auf weit über sieben Minuten - eine Verbesserung um vier Größenordnungen gegenüber dem Stand der Technik und ein Weltrekord für supraleitende Qubits. Die nächsten Iterationen werden sich darauf konzentrieren, die Phasenumkehrleistung zu verbessern und den Multi-Qubit-Betrieb zu ermöglichen.

Die Chance auf eine höhere Fehlertoleranz

Die Fehlertoleranz wird heute als zwingende Voraussetzung dafür angesehen, den vollen Wert der Quanteninformatik zu erschließen. Wenn sie nachgewiesen und skaliert werden kann, würde sie branchenverändernde Anwendungen in der Chemie, Biotechnologie, Kryptografie und anderen Bereichen ermöglichen. Dieser Chip demonstriert nach Angaben des Erfinders „einen Eckpfeiler des Alice & Bob-Ansatzes für fehlertolerantes Quantencomputing: die Einbettung der Bitflip-Korrektur in jedes Qubit.

Katzen-Qubits sind von vornherein vor Bitflips geschützt, bis zu dem Punkt, an dem zusätzliche fehlerkorrigierende Qubits nur noch für die restlichen Phasen-Flips benötigt werden. Die Technologie von Alice & Bob verringert das größte Hindernis in der Quantenentwicklung zusätzlich: Sie korrigiert die zweite Dimension von Fehlern, die Phasen-Flips.

Dadurch wird der für die Quantenfehlerkorrektur erforderliche Overhead drastisch reduziert, wie ein kürzlich veröffentlichtes Papier der Forscher des Unternehmens und von Inria, dem französischen Forschungsinstitut für digitale Wissenschaft und Technologie, zeigt (siehe: Link). Darin wird eine 200-fache Verringerung der für die Ausführung komplexer Quantenalgorithmen, einschließlich Code-Breaking-Anwendungen, erforderlichen Ressourcen im Vergleich zu anderen modernen Ansätzen geschätzt.

Der Boson-4-Chip ist jetzt auf dem Google Cloud Marketplace öffentlich zugänglich, so dass insbesondere Wissenschaftler die Vorteile und das Potenzial von Katzen-Qubits durch eigene Experimente überprüfen können.

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