Silizium-Qubits erreichen 99,99 Prozent Genauigkeit bei fünf gleichzeitig laufenden Qubits
Forscher des RIKEN-Instituts in Japan haben gezeigt, dass fünf Silizium-Spin-Qubits gleichzeitig mit einer Genauigkeit (Fidelity) von über 99,9 Prozent arbeiten können, wobei drei dieser Qubits sogar über 99,99 Prozent erreichten – möglich wurde dies durch die Identifizierung und Korrektur eines quantenmechanischen Interferenzeffekts, der die parallele Leistung bislang beeinträchtigt hatte.
Ein Team am RIKEN Center for Emergent Matter Science in Japan hat eine der größten praktischen Hürden beim Hochskalieren siliziumbasierter Quantencomputer überwunden. Silizium-Spin-Qubits sind attraktiv, weil sie sich im Prinzip mit Standardverfahren der Halbleiterfertigung herstellen lassen, doch ihre Genauigkeit sank in der Vergangenheit stark ab, wenn mehrere Qubits parallel statt einzeln betrieben wurden.
Die RIKEN-Forscher machten den sogenannten AC-Stark-Effekt als Hauptursache aus: Mikrowellenpulse, die zur Steuerung eines Qubits verwendet werden, verändern die effektiven Energieniveaus benachbarter Qubits und verursachen dadurch unerwünschte Phasenfehler. Anstatt zu versuchen, jede mögliche Kombination gleichzeitiger Operationen zu kalibrieren – eine exponentiell wachsende Aufgabe –, maß das Team lediglich die paarweisen Wechselwirkungen zwischen den Qubits und nutzte diese Messungen, um Mehrqubit-Interferenzen vorherzusagen und auszugleichen.
Mit einem aus fünf Qubits bestehenden Silizium-Array, das über eine einzige Mikrowellenleitung gesteuert wird, erreichten drei Qubits bei gleichzeitigem Betrieb eine Gate-Fidelity von über 99,99 Prozent, während alle fünf zusammen eine Fidelity von rund 99,9 Prozent beibehielten. Wie der Forscher Leon Camenzind erklärte, zeigt das Ergebnis, dass eine hochpräzise Steuerung auch dann aufrechterhalten werden kann, wenn mehrere Qubits gleichzeitig betrieben werden.
Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Physics veröffentlicht und im Oktober 2026 von Phys.org und Interesting Engineering aufgegriffen. Sie gelten als bedeutender Schritt hin zu fehlertoleranten Silizium-Quantenprozessoren, die mit der bestehenden Chip-Fertigungsinfrastruktur kompatibel sind.
