Fortschritte bei Quantencomputern

Zwei Qubits auf einem Chip und Datenübertragung zwischen Qubits

Wissenschaftler des deutschen Max-Planck-Instituts und der niederländischen Universität von Delft haben unabhängig voneinander neue Forschungsarbeiten zu Quantencomputern veröffentlicht. Während man sich in München mit der Datenübertragung zwischen mehreren Quantenspeichern beschäftigt hat, haben die Niederländer zwei so genannte Qubits auf einem Halbleiter-Element miteinander verbunden.

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Resonater liest Photonen aus Qubit
Resonater liest Photonen aus Qubit
Die Verbindung der "Qubits", die in einem Quantencomputer gleichzeitig als Prozessor und Speicherelement dienen, ist neben neuen Algorithmen eines der größten Probleme bei der Herstellung der Super-Rechner. Am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching bei München ist es jetzt gelungen, den Quantenzustand eines Rubidium-Atoms, das als Qubit diente, auf ein Photon zu übertragen. Damit ist es möglich, beispielsweise ein Rechenergebnis auszulesen und es auf einen anderen Speicher zu übertragen.

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Die Forscher regten dazu ein Rubidium-Atom mittels Laser-Impulsen zum Schwingen und der Aussendung von Photonen im gleichen Quantenzustand an, wie er auf dem Rubidium gespeichert ist. Die Abstrahlung wird dabei durch einen Resonator aus Spiegeln gefiltert, der nur Photonen-Ströme einer genau definierten Frequenz mit einer bestimmten Abstrahlungsrichtung zulässt. In einem nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler zwei Resonatoren koppeln, um die Informationen auch von einem Qubit auf ein weiteres zu übertragen.

Zwei supraleitende Ringe aus Delft
Zwei supraleitende Ringe aus Delft
Dies soll für eine Vernetzung von Quantenrechnern dienen, wie sie bisher noch nicht möglich war. Ihre Forschungen wollen die Garchinger in einer kommenden Ausgabe des Magazins "Science" veröffentlichen, für Abonnenten des Dienstes steht der Artikel jedoch schon bei Science Express vorab als PDF-Datei zur Verfügung.

Um die direkte Verbindung zweier Qubits auf einem Halbleiter haben sich Wissenschaftler der Universität Delft in den Niederlanden bemüht. Das Ergebnis soll ein 2-Qubit-Quantencomputer sein, der mit herkömmlichen Methoden der Chipfertigung herzustellen ist. Die Forscher haben dazu zwei supraleitende Ringe aus Halbleitern konstruiert. Wie die Qubits dabei kommunizieren und welche Umgebungsbedingungen die Supraleiter voraussetzen, haben die niederländischen Wissenschaftler bisher nur in Ausgabe 447 der Zeitschrift "Nature" vom 14. Juni 2007 veröffentlicht.

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