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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Rechnungen mit supraleitenden Quantenchips |
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| | | Supraleitende Quantenchips sind einer von mehreren Ansätzen für Quantencomputer. Wissenschaftler um Johannes Majer vom Atominstitut der Österreichischen Universitäten ist es mit amerikanischen Kollegen erstmals gelungen, einfache Berechnungen auf den supraleitenden Chips durchzuführen. |
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Quantencomputer: Theoretisch hoch überlegen |
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Dass man überhaupt die Entwicklung eines Quantencomputers anstrebt, liegt an grundlegenden Eigenschaften der kleinsten Teilchen. Die Zauberformel lautet: Überlagerung von Zuständen. Herkömmliche Computer kennen nur Ja/Nein bzw. 0 und 1, Quanten-Bits - oder Qubits - können auch mehr oder weniger beliebig viele Zustände zwischen 0 und 1 annehmen.
Diese Überlagerungen vervielfachen den Rechenraum, für spezielle Anwendungen - etwa Berechnungen der Quantenphysik selbst - sollte der Quantencomputer herkömmlichen Rechnern haushoch überlegen sein.
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Elektronische Quantenüberlagerungen
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Supraleitender Quantenchip
Mehr oder weniger fortgeschrittene Ansätze für Quantencomputer sind etwa in Fallen eingesperrte Ionen oder Atome. Auch mit Lichtteilchen lassen sich Quantenberechnungen ausführen.
Majer setzt bei seinen Versuchen auf supraleitende Schaltkreise, wozu die eigens entwickelten Chips mit der Größe von etwa einem Drittel Millimeter auf knapp über den absoluten Nullpunkt abgekühlt werden müssen. Dann treten sogenannte elektronische Quantenüberlagerungen zutage.
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Nur eine Millionstel Sekunde lang stabil |
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Viel Zeit für ihre Berechnungen - bisher standen zwei Qubits für die Kalkulationen zur Verfügung - haben die Wissenschaftler allerdings nicht. Die elektronischen Überlagerungen bleiben etwa nur eine Millionstel Sekunde stabil.
Die supraleitenden Chips haben allerdings den Vorteil, dass auf ihnen die Quanten-Zustände sehr rasch verarbeitet werden können. In einem weiteren Schritt ist geplant, den Quantencomputer-Ansatz der supraleitenden Chips mit stabileren Atom-Zuständen zu koppeln.
"Vielleicht kann man eines Tages Atome wie einen Speicher verwenden und die schnellen Supraleiter-Chips zum Rechnen benützen", so Majer. Die entsprechende Studie ist (online) im Fachblatt "Nature" erschienen.
[science.ORF.at/APA, 29.6.09]
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01.01.2010 |
