TL;DR
Eine neuartige Quantenmaterie aus Elektron-Loch-Paaren wurde erstmals experimentell realisiert. Zeitgleich senkt eine Partnerschaft aus Xanadu und HyperLight die Verluste von dünnschichtigen Lithium Niobat (TFLN)-Chips auf unter 2 dB/m und bietet damit eine Grundlage für skalierbare Photonics Qubits【275981110546751†L100-L119】. Forschende in den USA schlagen außerdem ZSZ Fehlerkorrekturcodes vor, die bei gleichem Overhead höhere Fehlerschwellen erreichen als gängige Codes【464704654388943†L34-L47】.
Neue Quantenmaterie entdeckt
Die University of California in Irvine meldet die experimentelle Beobachtung eines lange vorhergesagten Materiezustands【362983437345371†L112-L129】. In einem aus Hafnium‑Pentatellurid gefertigten Kristall koppeln Elektronen und die ihnen zugeordneten „Löcher“ zu sogenannten Exzitonen. Wird das Material im Magnetfeld von bis zu 70 Tesla angeregt, spinnen Elektron und Loch synchron und bilden ein leuchtendes, widerstandsfähiges Exzitonen‑Kondensat【362983437345371†L124-L136】. Die Leitfähigkeit bricht abrupt ein und weist die Phasenumwandlung nach【362983437345371†L142-L154】. Der neue Zustand könnte spintronische Bauelemente ermöglichen, die Informationen durch den Spin statt durch Ladung transportieren und sogar in der kosmischen Strahlung des Weltraums stabil bleiben【362983437345371†L146-L156】.
Dieser Durchbruch zeigt, wie Materialwissenschaft die Quanteninformatik voranbringt. Weitere Grundlagen zu Post Quantum Kryptografie finden Sie in unserem Artikel „Post Quantum Kryptografie: Sicherheit im Zeitalter der Quantencomputer“ sowie zur Topologie‑basierten Qubit‑Implementierung.
Photonic Chips mit geringerem Verlust
Der Photonik‑Pionier Xanadu und der Chip‑Spezialist HyperLight haben die Herstellung von Dünnfilm‑Lithium‑Niobat‑(TFLN)-Chips verbessert【275981110546751†L100-L119】. Durch Prozessoptimierung erreichen die waveguides Verlustwerte von weniger als 2 dB/m, während elektrooptische Schalter nur 20 milli‑Dezibel einbüßen【275981110546751†L108-L112】. Diese Chips werden in einer kommerziellen Halbleiterfabrik hergestellt, was die Skalierbarkeit erhöht【275981110546751†L112-L115】. Die Plattform kombiniert elektrooptische Eigenschaften mit CMOS‑kompatiblen Fertigungsprozessen und bildet die Grundlage für nutzbare Photonics‑Quantencomputer.
Zachary Vernon von Xanadu betont, dass die verbesserten Chips die nächste Generation photonenbasierter Quantenrechner ermöglichen【275981110546751†L120-L124】. Mian Zhang von HyperLight sieht Anwendungsfelder in der Quanteninformatik, in Rechenzentren und in der Telekommunikation【275981110546751†L124-L127】. Wenn Sie mehr über Algorithmen erfahren möchten, lesen Sie unseren Überblick zum Grover Algorithmus.
ZSZ‑Codes für fehlertolerante Quantencomputer
Bei hardware‑näherer Forschung haben Jinkang Guo, Yifan Hong und Adam Kaufman an der University of Colorado gemeinsam mit Andrew Lucas und anderen einen neuen Satz von Quanten‑Fehlerkorrekturcodes entwickelt【464704654388943†L34-L47】. Diese ZSZ‑Codes basieren auf so genannten bivariaten Fahrradcodes und nutzen eine neue mathematische Struktur, um mit geringerem Ressourcenbedarf eine mit herkömmlichen Codes vergleichbare Leistung zu erreichen【464704654388943†L40-L46】. Simulationsstudien zeigen, dass die Fehlerschwelle bei rund 0,5 % liegt und sich mit vereinfachten, selbstkorrigierenden Decodern auf etwa 0,095 % erhöhen lässt【464704654388943†L96-L107】, was deutlich über der Toruscode‑Schwelle liegt. Außerdem lassen sich die Codes mit neutralen Atomen in beweglichen Tweezer‑Arrays realisieren, wodurch die Syndromauslesung mit einfachen globalen Bewegungen möglich wird【464704654388943†L110-L118】.
TL;DR
Eine neuartige Quantenmaterie aus Elektron-Loch-Paaren wurde erstmals experimentell realisiert. Zeitgleich senkt eine Partnerschaft aus Xanadu und HyperLight die Verluste von dünnschichtigen Lithium Niobat (TFLN)-Chips auf unter 2 dB/m und bietet damit eine Grundlage für skalierbare Photonics Qubits【275981110546751†L100-L119】. Forschende in den USA schlagen außerdem ZSZ Fehlerkorrekturcodes vor, die bei gleichem Overhead höhere Fehlerschwellen erreichen als gängige Codes【464704654388943†L34-L47】.
Neue Quantenmaterie entdeckt
Die University of California in Irvine meldet die experimentelle Beobachtung eines lange vorhergesagten Materiezustands【362983437345371†L112-L129】. In einem aus Hafnium‑Pentatellurid gefertigten Kristall koppeln Elektronen und die ihnen zugeordneten „Löcher“ zu sogenannten Exzitonen. Wird das Material im Magnetfeld von bis zu 70 Tesla angeregt, spinnen Elektron und Loch synchron und bilden ein leuchtendes, widerstandsfähiges Exzitonen‑Kondensat【362983437345371†L124-L136】. Die Leitfähigkeit bricht abrupt ein und weist die Phasenumwandlung nach【362983437345371†L142-L154】. Der neue Zustand könnte spintronische Bauelemente ermöglichen, die Informationen durch den Spin statt durch Ladung transportieren und sogar in der kosmischen Strahlung des Weltraums stabil bleiben【362983437345371†L146-L156】.
Dieser Durchbruch zeigt, wie Materialwissenschaft die Quanteninformatik voranbringt. Weitere Grundlagen zu Post Quantum Kryptografie finden Sie in unserem Artikel „Post Quantum Kryptografie: Sicherheit im Zeitalter der Quantencomputer“ sowie zur Topologie‑basierten Qubit‑Implementierung.
Photonic Chips mit geringerem Verlust
Der Photonik‑Pionier Xanadu und der Chip‑Spezialist HyperLight haben die Herstellung von Dünnfilm‑Lithium‑Niobat‑(TFLN)-Chips verbessert【275981110546751†L100-L119】. Durch Prozessoptimierung erreichen die waveguides Verlustwerte von weniger als 2 dB/m, während elektrooptische Schalter nur 20 milli‑Dezibel einbüßen【275981110546751†L108-L112】. Diese Chips werden in einer kommerziellen Halbleiterfabrik hergestellt, was die Skalierbarkeit erhöht【275981110546751†L112-L115】. Die Plattform kombiniert elektrooptische Eigenschaften mit CMOS‑kompatiblen Fertigungsprozessen und bildet die Grundlage für nutzbare Photonics‑Quantencomputer.
Zachary Vernon von Xanadu betont, dass die verbesserten Chips die nächste Generation photonenbasierter Quantenrechner ermöglichen【275981110546751†L120-L124】. Mian Zhang von HyperLight sieht Anwendungsfelder in der Quanteninformatik, in Rechenzentren und in der Telekommunikation【275981110546751†L124-L127】. Wenn Sie mehr über Algorithmen erfahren möchten, lesen Sie unseren Überblick zum Grover Algorithmus.
ZSZ‑Codes für fehlertolerante Quantencomputer
Bei hardware‑näherer Forschung haben Jinkang Guo, Yifan Hong und Adam Kaufman an der University of Colorado gemeinsam mit Andrew Lucas und anderen einen neuen Satz von Quanten‑Fehlerkorrekturcodes entwickelt【464704654388943†L34-L47】. Diese ZSZ‑Codes basieren auf so genannten bivariaten Fahrradcodes und nutzen eine neue mathematische Struktur, um mit geringerem Ressourcenbedarf eine mit herkömmlichen Codes vergleichbare Leistung zu erreichen【464704654388943†L40-L46】. Simulationsstudien zeigen, dass die Fehlerschwelle bei rund 0,5 % liegt und sich mit vereinfachten, selbstkorrigierenden Decodern auf etwa 0,095 % erhöhen lässt【464704654388943†L96-L107】, was deutlich über der Toruscode‑Schwelle liegt. Außerdem lassen sich die Codes mit neutralen Atomen in beweglichen Tweezer‑Arrays realisieren, wodurch die Syndromauslesung mit einfachen globalen Bewegungen möglich wird【464704654388943†L110-L118】.
Die ZSZ‑Codes könnten den Weg zu passiver Fehlerkorrektur ebnen und schnellere logische Operationen sowie effizientere Hardwaredesigns erlauben【464704654388943†L109-L117】. Weitere Anwendungsfelder von Quantencomputern und Quanten Maschinellem Lernen diskutieren wir hier.
Fazit
Die heutigen Schlagzeilen zeigen, wie dynamisch sich die Quantenlandschaft entwickelt. Die Entdeckung eines stabilen Exzitonen‑Kondensats eröffnet neue Materialien für spinbasierte Hardware【362983437345371†L124-L156】; Photonik‑Chips mit minimierten Verlusten bringen uns Utility‑Scale‑Quantencomputer einen Schritt näher【275981110546751†L100-L127】; und ZSZ‑Fehlerkorrekturcodes verbessern die Fehlertoleranz, ohne die Qubit‑Anzahl explodieren zu lassen【464704654388943†L40-L47】【464704654388943†L96-L107】. Gemeinsam machen diese Fortschritte deutlich, dass Hardware, Algorithmen und Materialwissenschaft Hand in Hand gehen müssen, um die Ära praktisch nutzbarer Quantencomputer zu erreichen.