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Infleqtion: 2 logische Qubits mit vollständiger Realisierung des Gottesman-Protokolls

Datum: 2025-12-05 | LQ: 2

Quantensystem: Infleqtion Neutral-Atom Quantum Computer

Organisation: Infleqtion

Infleqtion demonstrierte 2 logische Qubits auf einem hexagonalen Gitter aus Cäsium-Neutralatomen mittels [[4,2,2]]-Fehlererkennungscode — erste vollständige Realisierung des Gottesman-2016-Benchmarking-Protokolls und erste Materialwissenschaftsanwendung mit 15-facher Fehlerreduktion.

Im Dezember 2025 implementierte Infleqtion den [[4,2,2]]-Fehlererkennungscode auf einem Quanten-computer mit Cäsium (Cs)-Neutralatomen — 4 physikalische Qubits werden in 2 logische Qubits kodiert (Kodierungsabstand d=2). Insgesamt 6 physikalische Qubits einschließlich Flag-Qubits wurden in einem hexagonalen Gitter (6 µm Abstand) angeordnet. Die mittlere CZ-Gate-Treue betrug 99,48 %, die GR-Gate-Treue 99,96 %; Schaltkreise wurden mit dem SUPERSTAQ-Compiler und NVIDIA CUDA-Q GPU-Beschleunigung optimiert.

Drei Schlüsselergebnisse wurden erzielt:

  • Erste vollständige Realisierung des fehlertoleranten Benchmarking-Protokolls von Gottesman (2016) (3 Anfangszustände × 147 Zufallsschaltkreise): TVD des logischen Qubits 0,7 % vs. 10,5 % für physikalische Qubits bei |00⟩-Eingabe — 15-fache Fehlerreduktion.
  • Logische Bell-Zustand-Treue von 99,33 % gegenüber 91,71 % bei physikalischen Qubits — 12,4-fache Verbesserung.
  • Erste Materialwissenschaftsanwendung mit Fehlererkennungscodes: Grundzustandspräparation des Single-Impurity-Anderson-Modells (SIAM) mit [[4,2,2]]-Code erzielte eine 6-fache Reduktion des relativen Fehlers gegenüber physikalischen Qubits.

Diese Ergebnisse zeigen, dass der [[4,2,2]]-Code auf dem Weg zu C4/C6-verketteten Codes für universelle fehlertolerante Quantencomputation liegt und dass logische Qubits kleinen Maßstabs bereits praktischen Mehrwert für kurzfristige Anwendungen bieten.

Quelle

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