Google berichtete am 15. Oktober 2026 über eine Demonstration der Magic-State-Kultivierung auf seinem supraleitenden Quantenprozessor Willow. Die an diesem Tag in Science veröffentlichte Studie gibt an, dass sich der Fehler kultivierter Magic States um den Faktor 40 verringerte. Für diese Zustände ermittelten die Forschenden eine Fidelity-Grenze von mindestens 0.9999(1); erhalten blieben dabei 8 Prozent der Versuche. Google Quantum AI und die Studie in Science berichten über das Experiment.
Wozu Magic States gebraucht werden
Magic States sind spezielle Quantenzustände, die nicht-Clifford-Operationen ermöglichen. Diese Operationen werden für universelle Quantenberechnungen benötigt. Ihre zuverlässige Erzeugung ist daher ein wichtiger Baustein, wenn Quantencomputer künftig ein breiteres Spektrum von Berechnungen ausführen sollen.
Wie die Kultivierung funktioniert
Bei der Magic-State-Kultivierung prüfen die Forschenden einen Zustand mit wiederholten Kontrollen und verwerfen Versuche, die diese Prüfungen nicht bestehen. Das Verfahren soll so einen brauchbaren Zustand hervorbringen, statt sich allein darauf zu stützen, mehrere unvollkommene Zustände in einem Destillationsprozess zu verbessern. Die 8 Prozent sind der Anteil der Versuche, der für den berichteten Fidelity-Wert erhalten blieb. Die Studie beschreibt die Kontrollen und die anschließende Auswahl.
Was die Messwerte aussagen
Fidelity beschreibt, wie gut ein erzeugter Quantenzustand dem angestrebten Zustand entspricht. Für die kultivierten Magic States gibt die Studie eine untere Grenze von mindestens 0.9999(1) an. Sie stützt diese Grenze auf ein fehlertolerantes Messprotokoll. Google beschreibt die eingesetzte Methode als Kickback-Tomographie. Die Studie und Googles Forschungsbericht erläutern die Messung.
| Messgröße oder Schritt | Ergebnis | Genaue Aussage |
| Fehler der Magic States | Um den Faktor 40 verringert | Vergleich kultivierter mit unkultivierten Zuständen |
| Fidelity | Mindestens 0.9999(1) | Grenze für die kultivierten Zustände; für diesen Wert blieben 8 Prozent der Versuche erhalten |
| Codewechsel | Vom distance-3-Farbcode zum distance-5-Oberflächencode | Von Google beschriebener Übergang zwischen Fehlerkorrekturcodes |
Die 40-fache Verringerung bezieht sich auf den Fehler der Magic States im Vergleich zu unkultivierten Zuständen. Sie ist keine Messung der Gesamtfehlerquote des Prozessors. Auch die Fidelity-Zahl ist ein Grenzwert für die ausgewählten Zustände und keine allgemeine Genauigkeitsangabe für Willow.
Codewechsel und Skalierung
Google zufolge wechselte das Team bei der Demonstration vom Farbcode mit distance-3 zum Oberflächencode mit distance-5. ScienceAlert berichtete, dass beim Überführen des Zustands in den größeren Code zusätzliche Fehler auftraten. Der Bericht schreibt diese Beobachtung dem Übergang zu; sie ändert nichts daran, dass der Codewechsel demonstriert wurde.
Google zufolge muss die Kultivierung noch in größerem Maßstab demonstriert werden, bevor sie für praktische Quantencomputer realistisch wird.
