Google senkt Quantenfehlerquoten um das 40-Fache mit Magic State Cultivation

Googles Quantum-AI-Abteilung kündigte am 15. Oktober 2026 an, dass sie eine Technik namens Magic State Cultivation auf ihrem Willow-Quantenprozessor demonstriert hatte, wodurch Fehler in einer spezifischen Klasse von Quantenzuständen um etwa das 40-Fache reduziert wurden, verglichen mit nicht kultivierten Zuständen, wie aus einem Beitrag auf Googles offiziellem Blog hervorgeht. Die Arbeit wurde am selben Tag im Journal Science veröffentlicht.

Was Google ankündigte

Das Experiment erzeugte sogenannte logische T-Zustände – eine Art Magic State, die für bestimmte Quantenoperationen erforderlich ist – mit einer logischen Treue von 99,99%, die Google als Rekord für diese Art von Zustand bezeichnet. Das Papier wurde von Google-Forschern verfasst, darunter Emma Rosenfeld und Craig Gidney, wie aus dem Blog-Beitrag des Unternehmens hervorgeht. Die zugrunde liegende Kultivierungstechnik wurde ursprünglich 2024 von Google-Forschern Craig Gidney, Noah Shutty und Cody Jones entwickelt, wie in einem Bericht von Interesting Engineering berichtet.

Wie Magic State Cultivation funktioniert

Magic States sind hochpräzise Quantenzustände, die für die Durchführung komplexer Berechnungen erforderlich sind, die über das hinausgehen, was klassische Computer können, und jeder kann nur einmal verwendet werden, wie aus der Darstellung von Interesting Engineering der Google-Forschung hervorgeht. Die Kultivierung funktioniert als Filterprozess: Ein fehlerhafter Quantenzustand wird in einen kleinen Bereich des Prozessors injiziert, koordinierte Messungen überprüfen ihn auf Fehler, fehlerhafte Versuche werden verworfen, und die Zustände, die bestehen, werden für die Verwendung in größeren Berechnungen erweitert.

Nach Angaben des deutschen Outlets Blocktrainer wurden während des Experiments etwa 92% der Versuche abgelehnt – was bedeutet, dass nur etwa 8% der Durchläufe einen verwertbaren, hochgenau Magic State hervorbrachten. Das Team von Google sagte auch, dass es praktische Interferenzprobleme angegangen hat, wie beispielsweise Drift in elektrischen Laborgeräten und Temperaturänderungen, durch die Verbesserung der Prozessor-Steuerung und die Entwicklung einer neuen Benchmark-Methode, die auf dem Kultivierungsprozess selbst basiert, wie aus dem Blog-Beitrag von Google hervorgeht.

Warum Magic States ein Engpass sind

Google hat zuvor geschätzt, dass die Herstellung fehlerkorriegierter Magic States bis zu 95% der Gesamtkapazität eines Quantencomputers verbrauchen könnte, wodurch ihre effiziente Erstellung zu einer der schwerwiegendsten Ressourcenbeschränkungen des Feldes wird, wie von Interesting Engineering berichtet und in Googles eigenem Blog-Beitrag wiederholt. Die Reduzierung der Fehlerrate und des Mehraufwands, die zur Erzeugung zuverlässiger Magic States erforderlich sind, wird als Voraussetzung für den Bau von Quantencomputern angesehen, die zu nützlichen, großflächigen Berechnungen fähig sind.

Was es bedeutet – und was nicht

Der Blog-Beitrag von Google beschreibt das Ergebnis als erste Demonstration einer praktischen Lösung für den Magic-State-Engpass, mit dem Vorbehalt, dass die Technik noch bei größerem Maßstab nachgewiesen werden muss, bevor sie reale Quantenanwendungen unterstützen kann. Das Unternehmen gab keinen Zeitplan für die Bereitstellung von Kultivierung in einem vollständigen, fehlertoleranten Quantencomputer an.

Die Ankündigung hat auch Aufmerksamkeit von Kryptowährungs-Kommentatoren auf sich gezogen, da Magic States und Shors Algorithmus theoretisch mit dem Brechen bestimmter kryptografischer Systeme verbunden sind. Das deutsche Outlet Blocktrainer berichtete, dass zwar der Fortschritt im Prinzip dazu beitragen könnte, Shor-Algorithmus-Berechnungen in Zukunft effizienter zu gestalten, die Forscher aber noch weit davon entfernt sind, die ECDSA- und Schnorr-Signaturschemen, die Bitcoin sichern, zu brechen, und dass die Entwicklung stattdessen die Wichtigkeit der Fortsetzung der Forschung zur Post-Quanten-Kryptografie unterstreicht.

Hintergrund

Die Ankündigung ergänzt eine Reihe von Meilensteinen, die Google für seinen supraleitenden Willow-Chip im Rahmen seines breiteren Forschungsprogramms zur Quantenfehlerkorrektion berichtet hat. Das neueste Ergebnis konzentriert sich speziell auf die Reduzierung der Kosten und Fehlerrate der Magic-State-Produktion, anstatt auf die Demonstration eines vollständigen, anwendungsbereiten Quantencomputers.