Computerforschung: Quantencomputer aus Silizium werden realistisch

2017 haben es Forscher geschafft, alle nötigen Komponenten für Quantencomputer mit herkömmlicher Halbleitertechnik zu bauen. Mit magnetischen und elektrischen Feldern gelang es, Elektronen als Qubit zu verwenden und sie gezielt zu manipulieren.

8. Januar 2018 um 12:03 Uhr / Von Frank Wunderlich-Pfeiffer

Eine Konstruktion aus elektrischen Leitern und einem Magneten kann alle Funktionen eines Quantencomputers erfüllen. Bild: Nature

Funktionierende Quantencomputer brauchen Qubits. Der Zustand der einzelnen Qubits muss gemessen und manipuliert werden können. Ein Qubit allein, etwa ein einziges bestimmtes Elektron in der Elektronenschale eines Atoms, ist kein Computer. Aber auch wenn viele Qubits erzeugt, gemessen und manipuliert werden, sind sie noch kein Computer. Ein Quantencomputer benötigt wenigstens ein weiteres Bauteil: ein universelles Quantengatter, das den Zustand eines Qubits in Abhängigkeit von einem anderen Qubit manipulieren kann. Forschern aus den USA, Deutschland und Japan ist es in Kooperation erstmals gelungen, alle nötigen Bauteile eines Quantencomputers mit bekannten Verfahren aus der Halbleitertechnik zu realisieren.

Die Idee dahinter existiert in der Theorie mindestens seit 2002, und über Ansätze der praktischen Umsetzung wurden schon ganze Doktorarbeiten geschrieben. Die Forscher konnten 2017 die früher nur theoretische Möglichkeit, ein CNOT Gatter mit der Technik in einem Schritt umzusetzen, tatsächlich demonstrieren.