Forscher der Rutgers University, IBM und anderer wissenschaftlicher Institutionen haben laut Quantum Insider die Echtzeitkontrolle eines Quantensystems bestehend aus 100 Qubits demonstriert. Für das Experiment nutzten die Wissenschaftler den IBM Quantum Heron Prozessor mit 156 Qubits und verwendeten eine Kette von 100 miteinander verbundenen Elementen. Diese Skalierung ermöglichte es ihnen, zu testen, wie sich das System unter konstanter äußerer Störung verhält, anstatt nur unter idealisierten Bedingungen kurzer Berechnungen.
Das Team wechselte zwischen zwei Prozessen. Der erste umfasste Operationen, die Quanteninformationen mischten und chaotisches Verhalten erzeugten. Der zweite bestand aus Messungen mit dem Zurücksetzen einzelner Qubits, was half, das System in einen kontrollierten Zustand zurückzuführen. Mit anderen Worten, die Wissenschaftler verschränkten absichtlich den Zustand der Kette und setzten dann selektiv einige Elemente zurück, um zu beobachten, wie sich dies auf die Gesamtdynamik auswirkte.
Insgesamt führten die Forscher fast 5.000 Operationen zwischen Qubit-Paaren und etwa 5.000 Messungen und Rücksetzungen durch. Wenn Überprüfungen und Rücksetzungen häufig genug durchgeführt wurden, wechselte das System von chaotischem Verhalten zu einem geordneten Zustand. Die Ergebnisse des Experiments stimmten mit theoretischen Vorhersagen überein. Dies bestätigt, dass Echtzeit-Feedback ein Quantensystem im gewünschten Modus halten kann, trotz der Ansammlung von Störungen.
Laut den Forschern ist dies eine der größten Demonstrationen von feedback-gesteuertem Quantenmanagement bis heute. Solche Technologie wird als entscheidende Komponente zukünftiger fehlertoleranter Quantencomputer angesehen, die den Zustand von Qubits wiederholt überprüfen und Fehler während der Berechnungen korrigieren müssen. Ohne eine solche Kontrolle verlieren Quantenmaschinen schnell Informationen aufgrund von Dekohärenz und Rauschen.
Erinnern Sie sich daran, dass IBM im September die Kosten für die Fehlerunterdrückung auf einem 27-Qubit-Prozessor um das 63-fache senken konnte.
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