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Quantencomputer kontrollieren sich gegenseitig

Quantencomputer sind anfällig für Umwelteinflüsse und produzieren so Fehler. Ein Team von Physikern aus Österreich, Großbritannien und Singapur lösen das Problem.

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Hard- und Software Universität Wien Quantencomputing

Quantencomputer sind fehleranfällig. Forscher haben jetzt eine Lösung erarbeitet. 

"Wir lassen mehrere Quantencomputer zufällig aussehende Berechnungen durchführen", erklärt Martin Ringbauer von der Universität Innsbruck. "Was die Geräte allerdings nicht wissen ist, dass es eine versteckte Verbindung zwischen diesen Berechnungen gibt." Die Forscher*innen verwenden dabei komplexe verschränkte Quantenzustände, aus denen sich viele unterschiedliche Berechnungen ableiten lassen. "Obwohl die Ergebnisse jedes einzelnen Quantencomputers zufällig sind, müssen sie wegen der versteckten Verbindung in bestimmten Aspekten immer übereinstimmen", erklärt Martin Ringbauer. Stimmen die Ergebnisse überein, so haben die Computer das Richtige berechnet.

Das internationale Forschungsteam demonstrierte die neue Methode an fünf aktuellen, auf unterschiedlichen technologischen Plattformen basierenden Quantencomputern, darunter Geräte an den Universitäten Innsbruck und Wien. Dies zeigt, dass Quantencomputer mit beliebiger Hardware gegeneinander getestet werden können. Stimmen die Ergebnisse der unterschiedlichen Berechnungen auf den Computern überein, so haben sie auch das Richtige berechnet. Ein wichtiges Merkmal dieser neuen Methode ist, dass nicht das gesamte Ergebnis des Quantencomputers ausgelesen werden muss, was sehr zeitaufwändig sein kann. "Es genügt zu überprüfen, wie oft sich die beiden Geräte einig sind, was auch noch für sehr große Quantencomputer machbar ist", sagt Tommaso Demarie von Entropica Labs in Singapur. Dadurch kann diese einfache Methode direkt auf die Vielzahl aktueller und zukünftiger Quantencomputer angewendet werden.