Googles Quantenchip Willow korrigiert Fehler besser, je größer er rechnet
Am 9. Dezember 2024 stellte Google den Quantenprozessor Willow mit 105 Qubits vor. Er zeigte eine Fehlerkorrektur, deren Fehlerrate sinkt, wenn mehr Qubits zusammenarbeiten; für nützliche Anwendungen fehlt nach Fachleuten noch viel.
Am 9. Dezember 2024 stellte Google Quantum AI den Quantenprozessor Willow vor.3,4 Der Chip ist eine zweidimensionale Anordnung aus 105 supraleitenden .3,1 Das Team zeigte daran eine Fehlerkorrektur unterhalb der Schwelle, die umso besser arbeitet, je mehr Qubits beteiligt sind.3,2 Google vergrößerte das Gitter aus kodierten Qubits von 3 × 3 über 5 × 5 auf 7 × 7 und halbierte dabei nach eigenen Angaben jedes Mal die Fehlerrate.1
Seit Peter Shor 1995 die Quantenfehlerkorrektur eingeführt hatte, war dieser Nachweis nach Google eine offene Aufgabe.1 Physics erklärt den Hintergrund: Seit den 1990er-Jahren sagten Forscher voraus, dass Fehlerkorrektur nur dann etwas nützt, wenn die Fehlerrate der physikalischen Qubits unter einer bestimmten Schwelle liegt.3 In der zugehörigen Veröffentlichung sank die logische Fehlerrate mit jeder Vergrößerung um den Faktor 2,14; der größte Code mit 101 Qubits kam auf 0,143 Prozent Fehler je Korrekturzyklus.2 Das logische Qubit bewahrte seine Information 2,4-mal so lange wie das beste einzelne physikalische Qubit.2 Physics führt den Fortschritt vor allem auf bessere physikalische Qubits zurück: Gegenüber dem Vorgänger Sycamore hielten sie ihren Zustand bis zu fünfmal so lange, und ihre Fehlerrate war halb so hoch.3
Außerdem löste Willow nach Google eine Testaufgabe, das , in weniger als fünf Minuten, für die der Supercomputer Frontier 10 Quadrillionen Jahre bräuchte.1,4 Die Aufgabe hat nach Physics keinen praktischen Nutzen, gilt aber als Maßstab für die Leistung eines Quantenrechners.3
Begrenzt wird die Leistung nach der Veröffentlichung durch seltene korrelierte Fehler, die etwa einmal pro Stunde auftreten.2 Für einen großen fehlerkorrigierten Rechner plant Google nach Physics, den Prozessor auf eine Million physikalische Qubits zu vergrößern.3 Nach The Next Platform verlangt fehlertolerantes Quantenrechnen mehr als Rechenleistung, etwa Stabilität über die Zeit.4 Der Physiker John Preskill sagte, bis Quantenrechner eine breite Palette nützlicher Anwendungen ausführen könnten, sei es noch ein weiter Weg.3
Siehe auch
- Ein Harvard-Team zeigt 2025 eine fehlertolerante Architektur mit bis zu 448 Atom-Qubits 2025 Ein Jahr später arbeitete die Fehlerkorrektur in Harvard auch mit neutralen Atomen unter der Schwelle.
Hierher verwiesen
- IBM stellt 2025 die Quantenprozessoren Nighthawk und Loon vor 2025 Google arbeitet mit derselben Art supraleitender Qubits an der Fehlerkorrektur.
- Quantinuum bringt 2025 den Ionenfallen-Rechner Helios mit 98 Qubits heraus 2025 Google brauchte für ein logisches Qubit 105 physikalische, Helios zwei.
- Ein Harvard-Team zeigt 2025 eine fehlertolerante Architektur mit bis zu 448 Atom-Qubits 2025 Ein Jahr zuvor zeigte Google Fehlerkorrektur unter der Schwelle mit supraleitenden Qubits statt mit Atomen.