Innsbrucker Quantenphysiker rechnen mit 14 Qubits

1. April 2011, 16:35
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Eigene Rekordleistung aus dem Jahr 2005 beinahe verdoppelt

Wien/Innsbruck - Einen neuen Weltrekord haben Quantenphysiker der Universität Innsbruck erzielt: Sie konnten 14 Quantenbits ("Qubits") kontrolliert miteinander verschränken und somit das größte bisher gebaute Quantenregister schaffen. Die in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" veröffentlichte Arbeit stellt nach Angaben der Wissenschafter einen weiteren Schritt auf dem Weg zu einem zukünftigen Quantencomputer dar.

Die Physiker um Rainer Blatt vom Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Akademie der Wissenschaften und dem Institut für Experimentalphysik der Uni Innsbruck halten seit 2005 den Rekord für die Anzahl von verschränkten Qubits, die in einem Experiment realisiert wurden. Bis heute ist es niemand anderem gelungen, acht Teilchen auf kontrollierte Art und Weise zu verschränken und damit ein "Quantenbyte" zu erzeugen. Nun haben die Innsbrucker diesen Rekord noch einmal beinahe verdoppelt. In einer Ionenfalle haben sie 14 Kalziumatome gefangen, welche sie, einem Quantenprozessor gleich, mit Laserlicht manipulieren. Interne Zustände jedes Atoms bilden dabei einzelne Qubits, zusammen entsteht ein Quantenregister mit 14 Recheneinheiten. Dieses bildet das Herzstück eines zukünftigen Quantencomputers.

Die Physiker stellten aber auch fest, dass bei ihnen die Störungsempfindlichkeit nicht wie meist angenommen linear, sondern mit der Anzahl der Teilchen quadratisch zunimmt. Werden mehrere Teilchen verschränkt, steigt die Empfindlichkeit deshalb stark an. "Dies wird als Superdekohärenz bezeichnet", sagt Thomas Monz. "In der Quanteninformation wurde dieses Phänomen bisher kaum wahrgenommen." Es hat nicht nur für den Bau von Quantencomputern Bedeutung, sondern auch bei der Konstruktion sehr genauer Atomuhren oder für Quantensimulationen.(red)

 

  • Bis zu 14 Quantenbits wurden in einer Ionenfalle miteinander verschränkt.
    foto: universität innsbruck

    Bis zu 14 Quantenbits wurden in einer Ionenfalle miteinander verschränkt.

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