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Hardware für Quantencomputer

Eine Schaltung verwendet ein Zwei-Qubit-Gatter mit einer Fidelität von 99,5 % pro Operation (Fehlerrate 0,5 %) 100-mal hintereinander. Welcher Wert liegt der Wahrscheinlichkeit, dass überhaupt kein Fehler auftritt, am nächsten, wenn die Fehler unabhängig voneinander auftreten?

  1. AEtwa 37 %
  2. BEtwa 61 %
  3. CEtwa 99,5 %
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: B. Etwa 61 %

Die Wahrscheinlichkeit, dass bei einer Operation kein Fehler auftritt, beträgt 0,995; für 100 Operationen hintereinander also 0,995 hoch 100, etwa 0,61 oder etwa 61 %. Selbst bei einer Fehlerrate von nur 0,5 % sinkt die Erfolgsrate mit wachsender Schaltungstiefe rasch: Bei 1000 Operationen liegt sie bei etwa 0,7 %. Deshalb bestimmt die Gatterfehlerrate ungefähr, wie tief die Schaltungen sein können, die ein Gerät ohne Fehlerkorrektur ausführen kann. Reale Fehler sind nicht unbedingt unabhängig, und Mess- und Wartefehler kommen hinzu; es handelt sich also um eine grobe Abschätzung.

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