In der Forschung zu Quantencomputern gibt es bislang zwei prinzipielle Wege: Zum einen werden Qubits auf der Grundlage von Supraleitung erzeugt, was zu Systemen führt, die sich leichter entlang der Zeitachse skalieren lassen, zum anderen gibt es Qubits auf der Basis neutraler Atome, die sich leichter entlang der Raumachse skalieren lassen (Qubit-Anzahl). Bisher hat sich Google vor allem für die Supraleitung interessiert und dort Erfolge erzielt (etwa Fehlerkorrektur, Nachweis der Quantenüberlegenheit). Nun will man sich auch für Neutral-Atom-Quantencomputer engagieren.

Google plant, kurzfristige Meilensteine schneller zu erreichen, indem es die sich ergänzenden Stärken beider Ansätze nutzt. Supraleitende Qubits wurden bereits auf Schaltkreise mit Millionen von Gate- und Messzyklen skaliert, wobei jeder Zyklus nur eine Mikrosekunde dauert. Neutrale Atome hingegen wurden auf Arrays mit etwa zehntausend Qubits skaliert. Sie gleichen ihre langsameren Zykluszeiten – gemessen in Millisekunden – durch einen flexiblen, beliebig verknüpfbaren Konnektivitätsgraphen aus, der effiziente Algorithmen und Fehlerkorrekturcodes ermöglicht. Entsprechend unterschieden sich die Ziele für die nächste Etappe: Eine große Herausforderung für Quantenrechner mit Qubits auf der Grundlage neutraler Atome besteht darin, Schaltkreise mit vielen Zyklen zu realisieren, während die nächste Aufgabe für den Bereich der Supraleitung darin besteht, Rechnerarchitekturen mit Zehntausenden von Qubits zu entwickeln.

Im Bereich Neutral-Atom-Quantencomputing sieht Google die Schwerpunkte in der Anpassung der Fehlerkorekturmechanismen auf Neutral-Atom-Arrays, in der Hardwaresimulation und in der Entwicklung experimenteller Hardware.

Google konnte den Wissenschaftler Dr. Adam Kaufman (University of Colorado, Boulder) dafür gewinnen, die Experimentalsparte im Quantencomputing zu leiten.