QEC: Quantenfehlerkorrigiertes logisches Qubit (Teil 1)

Sat, 18 Jul 2026 00:00:00 +0000

Auf den ersten Blick erscheint die Quantenfehlerkorrektur unkompliziert: Man gruppiert physikalische Qubits zu einem logischen Qubit, wendet eine Methode an, um die Konsistenz zwischen ihnen aufrechtzuerhalten, und betreibt dann Quantenschaltungen mit diesen logischen Qubits.

Bildquelle: Riverlane

Doch in der Praxis ist dieser erste Schritt alles andere als offensichtlich. Wie lassen sich diese logischen Qubits erzeugen und verwalten? Was ist beispielsweise aus der Perspektive eines Quantenkontrollsystems (QCS) – wie etwa QM OPX1000, ZIs ZQCS oder Qblox Q1 Cluster – nötig, um ein logisches Qubit zu „bedienen“ oder zu „orchestrieren“? Und sobald dieses logische Qubit „betriebsbereit“ ist, wie lässt es sich dann für Quantenberechnungen mithilfe von Quantenschaltungen aus 1- und 2-Qubit-Gattern nutzen? Diese einfache Frage betrifft nicht nur das Hardware-Steuerungssystem, sondern auch den Software-Stack, insbesondere die Compiler: Benötigen wir nun mehrere Compiler, einen für die physikalischen und einen für die logischen Qubits? Und wie können die Compiler die Skalierungskomplexität bewältigen, wenn sie 10.000 physikalische Qubits in einer heterogenen Umgebung aus hybriden GPUs/QPUs und QCS verarbeiten? Das sind einfache Fragen mit komplexen Antworten!

Quantenfehlerkorrektur: Das Leben eines Qubits

Wed, 08 Oct 2025 00:00:00 +0000

Quantenfehlerkorrektur (QEC) ist heute eines der aktivsten Forschungsgebiete im Quantencomputing. Ziel der QEC ist es, die in den Qubits gespeicherten, empfindlichen Quanteninformationen vor Rauschen und Dekohärenz zu schützen.

Die Zuverlässigkeit eines Qubits wird anhand der Fehlerwahrscheinlichkeit gemessen. Heutige physikalische Qubits erreichen eine Fehlerrate von etwa 1 Fehler pro 10.000 Gatteroperationen (\(10^{-4}\)). Für eine optimale Effizienz muss die Fehlerrate jedoch mindestens 1 zu 1 Milliarde (\(10^{-9}\)) oder sogar 1 zu 1 Billion (\(10^{-12}\)) betragen.

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QEC: Quantenfehlerkorrigiertes logisches Qubit (Teil 1)

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