Forschende aus Jülich, Aachen und Köln haben eine Quantenoperation an einem Qubit in nur 6,8 Nanosekunden durchgeführt – mit einer Genauigkeit von mehr als 99,98 Prozent. In supraleitenden Quantencomputern dauern solche Operationen normalerweise mehrere Dutzend Nanosekunden. Die Arbeit wurde in Nature Communications publiziert.

6,8 Nanosekunden – so lange braucht Licht, um im Vakuum eine Strecke von etwa zwei Metern zurückzulegen. In diesem winzigen Bruchteil einer Sekunde ist es Forschenden am Peter-Grünberg-Institut für Functional Quantum Systems (PGI-13) und  Quantum Control (PGI-8) am Forschungszentrum Jülich gelungen, grundlegende Rechenoperationen an einem Quantenbit, kurz Qubit, durchzuführen.

Zwei Diagramme: eines mit einer durchgezogenen und einer gepunkteten Kurve, das andere mit mehreren horizontalen Linien und Pfeilen in verschiedenen Farben. (Mistral: Mistral Medium 3.5, 2026-10-22)
Copyright: Yuan Gao

Die Schaltgeschwindigkeit ist ein entscheidender Faktor beim Quantencomputing. Denn Qubits sind empfindlich und können ihre Quantenzustände nur für eine begrenzte Zeit aufrechterhalten. Je schneller einzelne Operationen durchgeführt werden, desto mehr passen in dieses Zeitfenster. Dies ist wichtig für komplexe Algorithmen und für die ressourcenintensive Fehlerkorrektur.

Je kürzer jedoch die Mikrowellenimpulse sind, die zum Schalten der Qubits verwendet werden, desto stärker müssen sie sein. Dies erhöht das Risiko einer unerwünschten Anregung. Der Grund dafür ist, dass supraleitende Qubits über mehr als die beiden für die Berechnung genutzten Energiezustände verfügen. Werden sie zu stark angeregt, können sie unbeabsichtigt in höhere Energieniveaus übergehen.