IonQ hat ein Ionen-Qubit über Licht mit einem Quantenspeicher in Diamant verschränkt. Im Labor entstanden im Mittel rund 1.030 verschränkte Paare pro Sekunde. Das Unternehmen meldete das Ergebnis am 9. Oktober; das zugehörige Forschungspapier liegt seit dem 7. Oktober als Preprint vor. Die Verbindung soll zeigen, wie unterschiedliche Quantenbauteile zusammenarbeiten können. Zum gemessenen Tempo gehört allerdings eine zweite Zahl: Die Zustandstreue der erzeugten Paare beträgt 87,9 Prozent.
Ein Lichtteilchen verbindet zwei verschiedene Bauteile
Auf der einen Seite des Versuchs steht ein elektrisch gefangenes Bariumion. Ein Ion ist ein geladenes Atom; bestimmte Zustände darin dienen als Qubit. Auf der anderen Seite sitzt ein Silizium-Fehlstellenzentrum in einem Diamant. Dieses sogenannte SiV-Zentrum bildet hier den Festkörperspeicher und ist mit einem winzigen optischen Resonator gekoppelt.
Nach dem Forschungspapier von Hartung und Kollegen sendet das Ion ein Photon aus. Damit das Lichtteilchen zum Speicher passt, werden seine Wellenlänge und die Art der Informationskodierung angepasst. Anschließend trifft es auf das Diamantsystem und wird zustandsabhängig reflektiert. Eine abschließende Detektion zeigt an, dass die Verschränkung zwischen Ion und Speicher hergestellt wurde.
Das detektierte Photon liefert also ein Erfolgssignal. Ein einzelner Versuch muss nicht gelingen; die Abfolge wird wiederholt. Die berichtete Rate beschreibt erfolgreiche erzeugte Paare im zeitlichen Mittel und berücksichtigt die Verluste entlang der Umwandlungskette. Sie entspricht ungefähr einem Paar je Millisekunde.
Warum vernetzte Quantencomputer solche Links brauchen
Verschränkte Qubits besitzen einen gemeinsamen Quantenzustand. Damit eröffnen sie Möglichkeiten, Rechenschritte zwischen getrennten Modulen zu verbinden. Für einen modularen Quantencomputer reicht es deshalb nicht, gewöhnliche Ergebnisdaten zwischen zwei Geräten auszutauschen. Er benötigt Verbindungen, die passende Quantenressourcen zwischen den Modulen bereitstellen.
Die Idee wird auch von anderen Anbietern verfolgt. IBM und Cisco beschrieben im November 2025 ihre Pläne für ein Netzwerk großer fehlertoleranter Quantencomputer. Eine dafür vorgesehene Schnittstelle soll stationäre Quanteninformation in eine übertragbare Form überführen. Die Ankündigung beschreibt ein Entwicklungsziel; sie ist kein Nachweis einer bereits verfügbaren gemeinsamen Rechenanlage.
Der IonQ-Versuch setzt an einem konkreten Teil dieses größeren Problems an. Er verbindet ein Atom-basiertes Qubit mit einer anderen Hardwareklasse. Das macht ihn für die Frage interessant, ob ein Netzwerk Bauteile mit unterschiedlichen Stärken zusammenbringen kann. Der Versuch selbst untersucht einen einzelnen Link.
87,9 Prozent sind eine eigene Messgröße
Die Zustandstreue, häufig Fidelity genannt, beschreibt die Übereinstimmung des erzeugten Zustands mit einem idealen Zielzustand. Diese Bedeutung erläutert auch IBM Research. Sie lässt sich nicht als Anteil richtig gelöster vollständiger Rechenaufgaben lesen. Auch die Rate verschränkter Paare ist keine Taktfrequenz eines fertigen Quantencomputers.
Beide Angaben müssen gemeinsam betrachtet werden. Das Paper berichtet 1,03 Kilohertz mit einer Messunsicherheit von etwa 0,01 Kilohertz sowie 87,9 Prozent Zustandstreue mit ungefähr 0,7 Prozentpunkten Unsicherheit. Die Autoren vergleichen das Tempo mit dem zuvor schnellsten photonenbasierten Link zwischen zwei gefangenen Ionen, der 250 Paare pro Sekunde erzeugte.
Dieser Vergleich hat einen klaren Bezug: Er betrifft die im Paper genannten optischen Verbindungen und ihren Aufbau. Eine pauschale Rangliste aller Quantennetzwerke würde weitere Kriterien benötigen, etwa Entfernung, Zahl der Knoten und konkrete Aufgabe.
Die nächste Herausforderung liegt im gesamten Verbund
Für fortlaufende logische Operationen zwischen Modulen nennt das Paper je nach Algorithmus, Fehlerkorrektur und Hardwareannahmen benötigte Raten von zehn bis hundert Kilohertz. Der neue Laborwert liegt darunter. Zugleich untersuchen die Autoren, welche technischen Beiträge die Qualität begrenzen, etwa Umwandlungsrauschen und Eigenschaften des Speichers.
Das Ergebnis zeigt somit einen real gemessenen Zugang zu einer schnellen Verbindung zwischen unterschiedlichen Quantenbauteilen. Der praktische Wert für einen größeren Rechner hängt zusätzlich davon ab, wie gut solche Links, lokale Operationen und Fehlerkorrektur gemeinsam funktionieren. Diese Systemfrage bleibt der nächste Entwicklungsschritt.
Quellen
- IonQ: Quantum Memory-Enhanced Interconnect, 09.10.2026.
- Hartung et al.: Quantum Networking at the Speed of Quantum Computation, Preprint, 07.10.2026.
- IBM Research: Generating whole-processor entanglement, 20.10.2021.
- IBM/Cisco: Pläne für vernetzte Quantencomputer, 20.11.2025.
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