 |
|
|
|
|
|
 |
 |
Neues aus der Welt der Wissenschaft |
|
|
|
|
|
|
Neues Konzept für Quantencomputer vorgestellt |
|
| | | Innsbrucker Physiker haben gemeinsam mit US-Forschern ein neues Konzept für einen Quantencomputer präsentiert. Erstmals werden als Kerneinheit Moleküle vorgeschlagen, die durch Mikrowellen manipuliert werden. |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Ihr neues Konzept veröffentlichten der Physiker Peter Zoller, Direktor am Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Akademie der Wissenschaften, und sein Schüler Peter Rabl, Uni Innsbruck, gemeinsam mit amerikanischen Kollegen in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature Physics".
|
|
Der Artikel "A coherent all-electrical interface between polar molecules and mesoscopic superconducting resonators" ist als Vorab-Online-Publikation der Fachzeitschrift "Nature Physics" (27. August 2006, doi:10.1038/nphys386) erschienen. |
|
|
 Abstract |
|
|
|
|
|
|
Quanten-Bit: Neue Möglichkeiten |
|
| |
Dass man überhaupt die Entwicklung eines Quantencomputers anstrebt, liegt an grundlegenden Eigenschaften der kleinsten Teilchen. Im Vordergrund steht dabei die so genannte Überlagerung von Zuständen.
Im Gegensatz etwa zu magnetischen oder sonstigen Speichern herkömmlicher Computer kann ein einzelnes Teilchen in der Quantenwelt nicht nur zwei Zustände (Ja/Nein bzw. Bit 0 und 1), sondern mehr oder weniger beliebig viele annehmen. Die Physiker sprechen dabei vom Quanten-Bit oder Qubit.
|
|
|
|
|
|
Verschiedene Ansätze |
|
| |
Bisher gibt es die verschiedenste Ansätze, den Quantencomputer zu verwirklichen. So können etwa Photonen (Lichtteilchen), als kleinste Einheiten eingesetzt, werden, Atome oder auch Ionen (geladene Atome).
Manipuliert, also von einem Zustand in den anderen versetzt, werden diese Teilchen etwa mit Laserlicht.
|
|
|
|
|
|
Neu: Polare Moleküle als kleinste Einheit |
|
| |
Nun wollen Zoller und Rabl die Quanten-Eigenschaften von so genannten polaren Molekülen nutzen, die elektrisch manipuliert werden können.
"Etwa Kalziumfluorid-Moleküle werden auf einen supraleitenden Chip gesetzt und dann mittels Mikrowellen deren Rotationszustände verändert", erklärte Rabl gegenüber der APA. So lässt sich auch erreichen, dass zwei Moleküle mit einander verschränkt werden.
|
|
|
|
|
|
Mit Verschränkungen rechnen |
|
| |
Verschränkung ist ein Phänomen der Quanten, das in der Makrowelt keine Entsprechung hat und das fast magisch anmutet. So bleiben zwei verschränkte Teilchen über theoretisch beliebige Distanzen wie über einen unsichtbaren Faden miteinander verbunden. Manipuliert man an einem der beiden Partner, verändert man augenblicklich auch das andere.
Über ausgeklügelte Versuchsanordnungen lassen sich über die Verschränkung Rechenoperationen durchführen, wie auch in einem klassischen Computer.
|
|
|
|
|
|
Schneller und effektiver |
|
| |
Ohne - vor einer Messung - auf "ja/nein" beschränkt zu sein, könnten Berechnungen damit schneller und effektiver als mit konventionellen Computern durchgeführt werden.
Nicht zuletzt könnte durch einen Quantencomputer - und nur dadurch - die Quantenwelt selbst simuliert und erforscht werden.
|
|
|
|
|
|
Quantencomputing |
|
| |
Schon mit wenigen Qubits wird man laut Zoller "Sachen machen können, die kein klassischer Computer schafft". Der Wissenschaftler schätzt, dass Quantenrechner mit "einigen zehn Qubits" bereits in den kommenden paar Jahren ihren Dienst aufnehmen und für spezielle Anwendungen, etwa Simulationen der Quantenwelt eingesetzt werden.
Entsprechende Forschungsfinanzierung vorausgesetzt könnte es in rund zehn Jahren soweit sein. Quantencomputing im großen Stil ist nach Ansicht des Experten aber noch "in einiger Ferne".
[science.ORF.at/APA, 28.8.06]
|
|
|
01.01.2010 |
