Forschende von Quantinuum berichten über deutlich weniger Quantenspeicherfehler auf ihrem Ionenfallenprozessor Helios, einen Schritt zu zuverlässigeren Quantenberechnungen. Ihr Preprint erscheint in den neuen arXiv-Einträgen vom 20. Oktober, nach der Unternehmensmitteilung vom 19. Oktober aus Broomfield in Colorado. Die gemeldete Speichertreue beträgt 99,9995 Prozent, entsprechend rund fünf logischen Fehlern je Million Fehlerkorrekturrunden.
Die Studie von Ali Lavasani und Kollegen untersucht, wie zusätzliche physische Qubits ein logisches Qubit schützen, die kodierte Einheit zur Speicherung von Quanteninformation. Laut Forschungsteam hilft Fehlerkorrektur dann, wenn das Hardwarerauschen niedrig genug ist, sodass zusätzlicher Schutz Fehler verringert, statt weitere einzuführen. Das ist eine zentrale Voraussetzung für längere Quantenberechnungen.
Das Team erprobte dreieckige Farbcodes mit den Distanzen drei, fünf und sieben und verstärkte damit schrittweise den Schutz. Die logischen Speicherfehler sanken laut Preprint bei jedem Schritt im Mittel um etwa den Faktor zwölf. Bei getrennten Tests von Clifford-Gattern mit zwei Qubits verringerte der Wechsel von Distanz drei zu fünf die Fehler um etwa den Faktor neun. Speicher- und Gattertests erfassen unterschiedliche Leistungsmerkmale.
Laut Quantinuums technischem Bericht beruht die beste Speicherschätzung auf drei beobachteten Fehlern in 29.000 Versuchsdurchläufen mit jeweils 20 Korrekturrunden, insgesamt also 580.000 Runden. Der Preprint nennt geschätzt fünf Fehler je Million mit einer Unsicherheit von ungefähr drei bis neun. Diese Zahl beschreibt den geschützten Speicher pro Runde und keine vollständige Berechnung mit derselben Erfolgsgenauigkeit.
Nach Unternehmensangaben ist die Speicherfehlerrate zehnmal niedriger als beim September-Ergebnis auf derselben Helios-Hardware mit einem anderen Code. Quantinuum verbindet diesen Fortschritt mit seinem für 2029 geplanten fehlertoleranten Rechner Apollo. Das Datum bleibt ein Unternehmensziel. Die neu gelistete Forschung ist ein Preprint und kein Nachweis für einen bereits verfügbaren universellen fehlertoleranten Rechner.
Weitere Integrationsarbeit bleibt nötig. Quantinuum räumt ein, dass die Skalierung unterhalb der Fehlerschwelle bei der Präparation magischer Zustände noch keinen experimentellen Nachweis hat. Diese Zustände sind für universelle Berechnungen mit diesem Ansatz erforderlich. Als nächsten Schritt nennt das Unternehmen die Verbindung der Farbcode-Komponenten zu größeren, zuverlässigeren Berechnungen. Die Resultate belegen Fortschritte bei der Fehlerunterdrückung; das Gesamtsystem bleibt zu demonstrieren.
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