Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf dem Weg zum Quantencomputer

10.05.2012
VolkswagenStiftung fördert materialwissenschaftliches Projekt unter
Leitung der JGU mit 550.000 Euro

Die VolkswagenStiftung fördert ein materialwissenschaftliches Gemeinschaftsprojekt der Universitäten Mainz und Osnabrück sowie des Forschungszentrums Jülich für drei Jahre und stellt dafür 550.000 Euro zur Verfügung.

Die entsprechende Bewilligung erhielten die Projektleiter, Prof. Dr. Angelika Kühnle und Dr. Wolfgang Harneit vom Institut für Physikalische Chemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), im vergangenen März. Das Projekt baut auf einem ebenfalls von der VolkswagenStiftung geförderten Vorgängerprojekt auf, das vor Kurzem abgeschlossen wurde.

Gesamtziel der Projekte ist es, die Realisierbarkeit eines Quantencomputers auf der Basis von Elektronenspins zu demonstrieren. Mit Quantencomputern lassen sich theoretisch wesentlich effizienter Berechnungen anstellen als mit herkömmlichen, siliziumbasierten Computern. Allerdings sind die nötigen Materialien für eine alltagstaugliche Anwendung von Quantencomputern noch nicht gefunden worden.

Das Projektteam um Kühnle und Harneit verwendet für seine Untersuchungen spezielle Fullerene, fußballförmige Kohlenstoffmoleküle, in die jeweils ein Stickstoffatom gebettet ist. Der Elektronenspin dieser Stickstoffatome dient als Qubit, das Analogon eines Bits in der Quanteninformationstechnologie. Um diese Qubits auszulesen, platzieren die Wissenschaftler die Fullerene auf Diamanten mit sogenannten Stickstoff-Fehlstellen, die wiederum optisch ausgelesen werden. Die Strategie, Fullerene als Qubits einzusetzen, stammt ursprünglich von Wolfgang Harneit, der das erste Konzept dazu bereits im Jahr 2002 vorstellte.

Im ersten Projekt wiesen die Forscher nach, dass die Ergebnisse von Quantenberechnungen in Fullerenen über die Stickstoff-Fehlstellen in Diamanten ausgelesen werden können. Allerdings ordneten sich die Fullerene noch nicht so auf den Diamanten an, dass tatsächlich nachvollziehbare Berechnungen möglich geworden wären. Im zweiten Projekt wollen die Forscher die Fullerene nun in Kohlenstoff-Nanoröhrchen fixieren und diese dann auf den Diamanten platzieren. Die dadurch erreichbare Anordnung soll anschließend auch größere nachvollziehbare Quantenberechnungen ermöglichen.

„Wir arbeiten an einem in weiten Bereichen skalierbaren Quantencomputer, weil die Silizium-Technologie an ihre Grenzen stößt“, sagt Angelika Kühnle. „Ein Quantencomputer wäre ein komplett neues Design eines Rechners mit ungeahnten Kapazitäten.“ Das aktuelle Projekt mit dem Namen „Spin quantum computing based on endohedral fullerenes with integrated single-spin read-out via nitrogen vacancy centres in diamond“ wird wie sein Vorläufer durch die Initiative „Integration molekularer Komponenten in funktionale makroskopische Systeme“ der VolkswagenStiftung gefördert.

Angelika Kühnle ist mit ihren Forschungen maßgeblich am Cluster „Molecularly Controlled Non-Equilibrium“ (MCNE) der Universität Mainz beteiligt, das sich zurzeit in der abschließenden Auswahlrunde der Bundesexzellenzinitiative befindet.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Angelika Kühnle
Institut für Physikalische Chemie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
D 55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-23930
Fax +49 6131 39-53930
E-Mail: kuehnle@uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-mainz.de/FB/Chemie/Kuehnle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Studie InLight: Einblicke in chemische Prozesse mit Licht
22.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Eigenschaften von Magnetmaterialien gezielt ändern
16.11.2016 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie