IBM und Rutgers durchbrechen das Chaos von Quantencomputern mit einem Phasenübergangs-Trick
Wissenschaftler von IBM und der Rutgers University haben gezeigt, dass ein Quantenprozessor mit 156 Qubits sein eigenes inneres Chaos durch wiederholte Mess- und Rücksetzzyklen beherrschen kann, wobei sie einen scharfen Wendepunkt identifizierten, ab dem das System zuverlässig kontrollierbar wird. Der Durchbruch gilt als wichtiger Schritt auf dem Weg zu fehlertoleranten Quantencomputern.
Ein Forschungsteam der Rutgers University, von IBM und beteiligter Institutionen hat in der Fachzeitschrift Nature Physics ein bahnbrechendes Experiment veröffentlicht, das zeigt, dass Quantencomputer aus chaotischer Unordnung in eine stabile, kontrollierbare Ordnung übergehen können – allerdings erst nach dem Überschreiten einer präzisen Schwelle. Bei dem Experiment, das auf einem IBM-Quantenprozessor mit 156 Qubits lief, wurden fast 5.000 Verschränkungsoperationen und ebenso viele Mess- und Rücksetzzyklen durchgeführt – die bislang größte Echtzeit-Demonstration von Quanten-Feedback. Das Team wechselte zwischen zwei konkurrierenden Prozessen ab: einem, der Quanteninformationen über die Qubits verteilte (und damit Chaos erzeugte), und einem, der einzelne Qubits überprüfte und zurücksetzte (und damit Kontrolle ausübte). Sobald die Korrekturzyklen rund 50 Prozent aller Schritte überschritten – ein Wendepunkt, der bei 0,495 lag –, kippte das System abrupt vom Chaos in die Ordnung, ähnlich wie Wasser zu Eis gefriert. Unterhalb dieser Schwelle dominierte das Chaos; darüber konnten die Forscher die Qubits gezielt in den gewünschten Zustand lenken. Der Physiker Jedediah Pixley von der Rutgers University erklärte, dass fehlertolerante Quantencomputer solche Korrekturen nicht nur einmal oder zweimal, sondern fortlaufend während einer gesamten Berechnung durchführen müssten. Die Entdeckung eines scharfen Phasenübergangs gibt Ingenieuren damit ein klar definiertes Ziel vor: Solange die Korrekturrate über der Schwelle bleibt, bleibt der Prozessor kohärent. Die Studie erschien am 9. Oktober 2026 in Nature Physics und fand breite Beachtung, da sich Quantenhardware der praktischen Einsatzreife nähert.
