Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bericht in "Science": Auf der Jagd nach dem Quantencomputer

22.02.2001


Die Realisierung eines Quantencomputers stellt ein hoch aktuelles Gebiet der physikalischen Forschung dar. Diese Computer sind deshalb so attraktiv, weil sie eine drastisch höhere Rechenleistung vollbringen als
klassische Rechner. Wissenschaftler von der Universität Würzburg haben zusammen mit Kollegen aus Kanada ein wesentliches Bauelement für einen Quantencomputer, ein "quantum gate", realisiert. Dem Wissenschaftsblatt "Science" war das einen Bericht wert.

Bei einem herkömmlichen Computer sind die Informationsträger so genannte Bits, die entweder den Wert 0 oder 1 annehmen können. Im Quantencomputer dagegen können die "quantum bits" - vereinfacht gesagt - jeden Wert zwischen 0 und 1 annehmen, und damit ist der Informationsgehalt pro Bit wesentlich erhöht.

Seine eigentliche Schnelligkeit bezieht ein Quantencomputer aber daraus, dass die einzelnen Bits nicht getrennt angesteuert werden. sondern alle Bits miteinander gekoppelt sind. Die Forscher sprechen hier von einer Verschränkung: Wird ein bestimmter "quantum bit" angesteuert, dann werden aufgrund der Kopplung gleichzeitig auch alle anderen Bits adressiert. Statt einer einzelnen Rechenoperation zu einer bestimmten Zeit sind dadurch gleichzeitig sehr viele Rechenoperationen durchführbar.

Der Arbeitsgruppe am Würzburger Lehrstuhl für Technische Physik unter der Leitung von Prof. Dr. Alfred Forchel gelang es zusammen mit der Forschungsgruppe von Prof. Dr. Pawel Hawrylak vom National Research Council in Ottawa, durch die Kopplung so genannter Quantenpunkte künstliche Moleküle herzustellen. Quantenpunkte können als im Labor synthetisierte Atome betrachtet werden, deren Eigenschaften der Experimentator genau einstellen kann.

Wird nun ein Elektron in ein solches Molekül injiziert, so kann es als "quantum bit" benutzt werden: Es kann sich entweder in dem einen (logische 0) oder in dem anderen Quantenpunkt (logische 1) befinden. Mehr noch, es kann sich sogar in beiden Punkten aufhalten. Werden in das künstliche Molekül zwei Elektronen injiziert, so werden die Zustände dieser beiden Teilchen gekoppelt. Somit ist ein so genanntes "quantum gate" und damit ein Bauelement realisiert, das zur Verschränkung zweier Bits dient.

M. Bayer, P. Hawrylak, K. Hinzer, S. Fafard, M. Korkusinski, Z. R. Wasilewski, O. Stern, A. Forchel: "Coupling and Entangling of Quantum States in Quantum Dot Molecules", Science 291 (2001), Seiten 451-453.

Weitere Informationen erhalten Sie bei Dr. Manfred Bayer, T (0931) 888-5792, Fax (0931) 888-5143, E-Mail: mbayer@physik.uni-wuerzburg.de

 Robert Emmerich | idw

Weitere Berichte zu: Bit Molekül Quantencomputer Quantenpunkt Quantum

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Dinosaurier mit Fleisch und Haut: Projekt zu digitaler Technik für MuseumsbesucherInnen
18.07.2017 | Fachhochschule St. Pölten

nachricht Rechtssicher durch den Cyberspace: Forschungsprojekt zur digitalen Rechteklärung
11.07.2017 | Fachhochschule St. Pölten

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Im Focus: Das Proton präzise gewogen

Wie schwer ist ein Proton? Auf dem Weg zur möglichst exakten Kenntnis dieser fundamentalen Konstanten ist jetzt Wissenschaftlern aus Deutschland und Japan ein wichtiger Schritt gelungen. Mit Präzisionsmessungen an einem einzelnen Proton konnten sie nicht nur die Genauigkeit um einen Faktor drei verbessern, sondern auch den bisherigen Wert korrigieren.

Die Masse eines einzelnen Protons noch genauer zu bestimmen – das machen die Physiker um Klaus Blaum und Sven Sturm vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

Technologietag der Fraunhofer-Allianz Big Data: Know-how für die Industrie 4.0

18.07.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - September 2017

17.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

1,4 Millionen Euro für Forschungsprojekte im Industrie 4.0-Kontext

20.07.2017 | Förderungen Preise

Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen

20.07.2017 | Physik Astronomie

Bildgebung von entstehendem Narbengewebe

20.07.2017 | Biowissenschaften Chemie