Elektrischer Quanten-Prozessor demonstriert

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doelf
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Elektrischer Quanten-Prozessor demonstriert

Beitrag von doelf » 29 Jun 2009, 16:57

Ein Forscherteam der Universität Yale hat erstmals einen rudimentären Solid-State Quanten-Prozessor demonstriert. Der supraleitende Zwei-Qubit Prozessor ist zwar nicht der erste Quanten-Prozessor der Welt, aber die erste elektrische Umsetzung eines solchen. Bisher wurden nur Quanten-Prozessoren demonstriert, die nuklear-magnetische Resonanzen, kalte Ionenfallen oder optische Systeme nutzten.

Angesichts der bisherigen Ansätze verwundert es kaum, dass Quanten-Prozessoren für viele unserer Leser nicht mehr als ein Rechenspuk waren. Wie Robert Schoelkopf, Professor für angewandte Physik in Yale, erklärt, kann der neue Prozessor bisher nur sehr simple Quanten-Aufgaben durchführen und ist noch weit von einer praktischen Nutzung entfernt. Doch mit der elektrischen Umsetzung wird der Quanten-Prozessor langsam aber sicher greif- und irgendwann auch nutzbar.

Für ihren Prozessor fertigten die Wissenschaftler zwei künstliche Atome, die Qubits, welche wiederum aus Milliarden von Aluminium-Atomen bestehen. Diese Qubits reagieren wie ein normales Atom und können zwei Zustände annehmen, also "an" und "aus". Da wir uns im Bereich der Quantenmechanik bewegen, lassen sich die Qubits auch in eine "Superposition" versetzen, die mehrere Zustände zur selben Zeit ermöglicht. Auf diese Weise wird mehr Speicherplatz und mehr Rechenleistung als bei herkömmlichen Transistoren erzielt, die bekanntlich auf zwei Zustände beschränkt sind.

Allerdings scheiterte die elektrische Umsetzung von Quanten-Prozessoren bisher daran, dass die künstlichen Atome nicht einmal eine Nanosekunde lang existierten. Die Wissenschaftler aus Yale konnten diese Zeitspanne auf eine Mikrosekunde erweitern, lange genug für simple Operationen. Auch das kontrollierte Wechseln der Zustände sowie die Kommunikation zwischen den beiden Qubits erwiesen sich als problematisch. Details zum Stand der Forschung hat die Online-Ausgabe des Magazins Nature veröffentlicht.

Quelle:
http://www.nature.com/nature/journal/va ... e08121.pdf

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