Quantencomputer

Chip soll bis 2010 serienreif sein. Forscher von Siemens IT Solutions and Services, des Austrian Research Center und von der Technischen Universität Graz haben gemeinsam einen Chip für die Quantenkryptographie entwickelt und gebaut. Ihren Angaben zufolge ist das der erste Chip dieser Art für industrielle Anwendungen.

Neue Entdeckung soll Entwicklung von Quantencomputern voranbringen. Ein Team von Wissenschaftlern der Universität von Princeton hat nachgewiesen, dass der sogenannte Quanten-Hall-Effekt auch unter natürlichen Umständen auftreten kann. Bislang trat er nur unter Einwirkung von Magnetfeldern auf. Die Forscher glauben, dass ihre Entdeckung zu Fortschritten bei der Entwicklung von Quantencomputern führen werde.

Einen Schritt näher an einem Quantencomputer aus Phosphor und Silizium. Physiker der Technischen Universität München, der University of Utah und des Hahn-Meitner-Instituts in Berlin-Adlershof sind der Realisierung eines Quantencomputers aus Phosphor und Silizium einen Schritt näher gekommen. Eine Kombination aus elektrischen, magnetischen und optischen Effekten erlaubt es, den magnetischen Zustand der Phosphoratome zu bestimmen.

Auf dem Weg zum Quantencomputer. Auf dem Weg zu einem so genannten Quantencomputer haben Physiker der Universität Bonn eine Art "Laserpinzette" entwickelt, mit der sie bis zu sieben einzelne Atome auf einer Linie wie bei einer Perlenschnur hin- und herschieben können.

Rohschlüssel mit 4 MBit/s über 1 km übertragen. Das zum US-Wirtschaftsministerium gehörende "National Institute of Standards and Technology" (NIST) hat einen neuen Rekord in Sachen Quanten-Kryptographie aufgestellt. Die Forscher um Physiker Xiao Tang konnten Quanten-Schlüssel mit einer Geschwindigkeit von 4 MBit/s über eine Glasfaserstrecke von 1 km übermitteln.

Kompakte Ionenfalle auf der Fläche einer Briefmarke. Forscher der Universität Michigan haben nach eigenen Angaben den bislang ersten skalierbaren Quanten-Computerchip entwickelt, hergestellt mit den gleichen Techniken, die auch zur Fertigung aktueller Computerchips zum Einsatz kommen.

Von Tastaturen mit Display, Prozessoren mit mehreren Kernen und Wohlfühl-LCDs. Viele Themen bestimmten das Jahr 2005, einige davon wollen wir in unserem vierteiligen Jahresrückblick noch einmal Revue passieren lassen. Der Blick nach hinten mit etwas Abstand lässt das Eine oder Andere deutlicher werden und bietet zugleich Stoff zum Nachdenken, nachdenken über das, was 2006 zu erwarten ist. Dieser vierte und letzte Teil richtet seinen Blick auf die PC-Hardware, angefangen bei Maus und Tastatur über Prozessoren, die zunehmend mit mehr als einem Kern ausgestattet sind und Grafikkarten, die wieder im Doppelpakt auftreten, bis hin zu Visionen von Elektronik mit Bewusstsein.

Forscher verschränken acht Ionen. Innsbrucker Forschern um Prof. Dr. Rainer Blatt und Dr. Hartmut Häffner ist es erstmals nachweislich gelungen, eine größere Anzahl von Atomen miteinander zu verschränken und so ein "Quantenbyte" (Qubyte) zu realisieren.

Forscher nutzen einzelne Moleküle als überlegene Photonenquelle. Forscher des University College London und der Ludwig-Maximilians-Universität München haben eine neue Methode entwickelt, um Photonen bzw. Quanten elektromagnetischer Energie über einen langen Zeitraum auszustrahlen, die in ihren Eigenschaften ununterscheidbar sind. Damit wollen die Forscher die Entwicklung eines Quantencomputers vereinfachen.

Prototyp aus Österreich erreicht Geschwindigkeit von mehr als 1 MBit/s. Im Rahmen des Projekts PRODEQUAC entwickelten jetzt Forscher um Prof. Anton Zeilinger vom Institut für Experimentalphysik der Universität Wien den Prototypen einer Hardware-Firewall, die einen sicheren, per Quantenkryptographie geschützten Datenaustausch ermöglichen soll. Mit Hilfe des Gerätes sollen sich sensible Daten jeder Art bis hin zu IP-Telefongesprächen oder Videokonferenzen mit höchster Sicherheit austauschen lassen.

Forscher verändern Elektronen-Spin in gewöhnlichen Transistoren. Forscher an der Universität Kalifornien in Los Angeles (UCLA) haben einen kleinen Durchbruch auf dem Weg zur Entwicklung von Quanten-Computern errungen. Ihnen gelang es, den Spin eines Elektrons in einem gewöhnlichen Transistor-Chip zu verändern, wobei sie entdeckten, dass sich dabei die Ladung ändert. Damit sei gezeigt, dass herkömmliche Chips auch für Quanten-Computern genutzt werden können.

Quantum-Dot-Chips der Uni Tokio und Fujitsu überwinden technische Hürde. Mittels Quantum-Dot-Chips ist es Forschern der Universität Tokio und des Herstellers Fujitsu gelungen, ein einzelnes Photon bei Datenübertragungs-Wellenlängen zu generieren. Die Partner bezeichnen die Entwicklung als einen großen Schritt in Richtung praktischer Anwendung von Quanten-verschlüsselter Datenübertragung.

Simulationen mit bis zu 27 Qubits über das Web möglich. Das Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik (FIRST) in Berlin bietet jetzt einen kostenlosen Web-basierten Zugang zu seinem "Fraunhofer Quantum Computing Simulator" an. Die parallele Simulations-Engine erlaubt die Untersuchung von Quantenprozessen mit bis zu 31 Qubits.

Gemeinsames Forschungszentrum SpinAps gegründet. IBM arbeitet im Bereich "Spintronik" mit der Universität Stanford zusammen. Dazu habe man gemeinsam das IBM-Stanford Spintronic Science and Applications Center (SpinAps) gegründet. Man hofft, mit Hilfe von Nanotechnologie Computerchips grundlegend zu verändern.

Wiener Forscher entwickeln Prototyp zur Quantenverschlüsselung. Die Bank Austria Creditanstalt hat im Auftrag der Stadt Wien die weltweit erste quantenkryptographisch verschlüsselte Überweisung durchgeführt. Der Überweisungsauftrag wurde über ein Glasfaser-Datenkabel vom Wiener Rathaus an die BA-CA-Filiale Schottengasse geschickt. Verschränkte Lichtteilchen ermöglichten dabei eine abhörsichere Datenübertragung.

An Atomschwingungen angekoppelter Magnetismus als neue Grenze. Die Forschungsgruppe "Ultrafast Surface Dynamics" der Freien Universität Berlin will ein neues physikalisches Phänomen entdeckt haben, das eine Tausend Mal schnellere magnetische Aufnahme erlaube. Das unter Prof. Martin Wolf arbeitende Team um Uwe Bovensiepen verspricht sich dadurch eine rasante magnetische Datenspeicherung im Terahertz-Frequenz-Bereich.

Navajo Security Gateway und Navajo DataMinder vorgestellt. Das US-Unternehmen MagiQ Technologies kündigte jetzt an, die weltweit erste kommerziell verfügbare Quanten-Kryptographie-Lösung auf den Markt zu bringen. Mit dem Navajo Security Gateway verspricht MagiQ eine auch in Zukunft absolut sichere Verschlüsselung.

Elementarer Schaltkreis für Quantencomputer demonstriert. NEC hat zusammen mit dem "RIKEN Institute of Physical and Chemical Research" ein experimentelles Quanten-Logik-Gatter in einem Festkörperbauteil demonstriert, das aus zwei gekoppelten Qubits (Quanten-Bits) besteht. Die Forscher sehen dies als einen wichtigen Schritt auf dem Weg zur praktischen Realisierung eines Quantencomputers.

Einzel-Photon über 100 km herkömmliche Glasfaser-Leitung übertragen. NEC, die Telecommunications Advancement Organization of Japan (TAO) und die Japan Science and Technology Corporation (JST) haben die erfolgreiche Übertragung eines einzelnen Photons über 100 km Niedrigpreis-Glasfaser vermeldet. Dabei wurde ein Quantenkryptografiesystem eingesetzt, das eine sichere Datenübertragung ermöglichen soll.

Prototyp wird auf Basis von C++ entwickelt. In ihrem Papier Toward an architecture for quantum programming stellen Stefano Bettelli, Tommaso Calarco und Luciano Serafini eine High-Level-Programmiersprache für Quantencomputer vor. Dabei widmen sich die drei vor allem den Problemen, die durch die neuen Möglichkeiten und Beschränkungen von Quantencomputern entstehen.

Navajo soll Informationsübertragung sicherer machen. Mit einer Seed-Finanzierung von 6,9 Millionen US-Dollar im Rücken will MagiQ Technologies eine neuartige Quanten-Kryptographie-Technologie entwickeln und ab 2003 auf den Markt bringen. Zu den privaten Finanziers des Unternehmens gehören unter anderem Amazon-Chef Jeff Bezos, Neal Goldman, Präsident von Goldman Capital Management, und Walter Riley, Chairman von Guaranteed Overnight Delivery.

Erste Demonstration von Shor's historischem Faktorisierungs-Algorithmus. Forscher an IBMs Almaden Research Center haben die bisher komplizierteste Berechnung mit einem Quantencomputer durchgeführt. Mit sieben Qbits lösten sie eine vereinfachte Version des mathematischen Problems, das das Herz heutiger Verschlüsselungssysteme bildet.

2,5 Millionen US-Dollar für Forschung zum Thema Quantencomputer. Hewlett-Packard will gemeinsam mit dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) einen Quantencomputer entwickeln. Das Projekt ist Teil einer größeren Kooperation zwischen HP und dem MIT und soll mit 2,5 Millionen US-Dollar über die nächsten viereinhalb Jahre finanziert werden.

Rechnen mit Qubits. Wie in der neuesten Ausgabe der renommierten Zeitschrift Physical Review A ("Approaching Five-Bit NMR Quantum Computing") berichtet wird, gelang es einem Team von Wissenschaftlern der TU München in Garching, der Universität Frankfurt, der Bruker Analytik GmbH und der Harvard University, den weltweit ersten Quantencomputer mit fünf Quanten-Bits (Qubits) zu realisieren und erste Test-Rechnungen erfolgreich auszuführen.

Lov Grover will auch Objekte finden, von denen nur Fragmente bekannt sind. Lov Grover, Forscher im Bereich Quanten-Computer an den Bell Labs, hat einen neuen, extrem schnellen Quanten-Algorithmus vorgestellt, der Objekte in einer großen Datenbank identifizieren kann, auch wenn die Anfragen nur recht vage gestellt werden.