Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Konzepte für den Quanten-Computer

17.09.2002


Supraleitende Schaltungen für Quantenbits

Mit Quantenzuständen rechnen - eine faszinierende Idee, die noch einen weiten Weg bis zur Praxis vor sich hat. Einen Schritt dorthin leistet ein von dem Physiker Alexander Zorin aus dem Fachbereich Quantenelektronik der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) entwickeltes Konzept, welches auf einem neuartigen Bauelement basiert. Das Konzept sieht vor, die logische Grundeinheit, das Quanten-Bit (Qubit), auf einem supraleitenden Ring zu lokalisieren. Das Besondere: Das Qubit, so die Vorhersage, wäre störunanfällig und sein Zustand ließe sich leicht auslesen. Nach der Theorie folgt nun im nächsten Schritt die experimentelle Umsetzung.

Quantencomputer wollen ausnutzen, dass in der Quantenwelt die klassische Logik ausgeschaltet ist: Während ein klassisches Bit entweder den Wert Null oder den Wert Eins besitzt, befindet sich ein Qubit in einer kohärenten Überlagerung beider Zustände. Rechenschritte, die im klassischen Fall sequentiell erfolgen müssen, könnte ein Quantencomputer, dank der Qubits, in einer einzigen Operation ausführen. Spezielle Aufgaben, wie das Faktorisieren großer Zahlen in Primzahlen, wären überhaupt erst auf diese Weise lösbar.

Das neu konzipierte Bauelement fußt auf Erfahrungen und Erkenntnissen, die in der PTB bei der Entwicklung von Quantennormalen für die elektrischen Einheiten gewonnen wurden. Es besteht aus einem supraleitenden Ring mit zwei eng benachbarten Josephson-Tunnelbarrieren von weniger als 0,01 µm2 Fläche. Der Ring ist der Träger des Qubits. Die Theorie sagt besondere Eigenschaften dieses Qubits voraus: eine geringe Anfälligkeit gegenüber elektrischen Störeinflüssen sowie die Möglichkeit, den Zustand über einen angekoppelten Schwingkreis nahezu verlustfrei auszulesen. (jes)

Originalveröffentlichung zu diesem Thema: A.B. Zorin, Physica C 368, 284 (2002)

Weitere Wissenschaftsnachrichten finden Sie in der aktuellen Ausgabe der PTBnews.
PTBnews online: www.ptb.de unter der Rubrik "Publikationen"

Inhalt PTBnews 02.2:

  • Kalibrierung großer Koordinatenmessgeräte
  • Erste Telekalibrierung eines Hochdruck-Gaszählers
  • Charakterisierung von Grenzflächen mit Röntgenstreuung
  • Konzepte für den Quantencomputer
  • Anforderungen an Kältezähler
  • Neuer Tieftemperatur-Fixpunkt
  • Helmholtz-Preis 2003

Dipl.-Journ. Erika Schow | idw
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de/de/publikationen/_index.html

Weitere Berichte zu: Bauelement PTBnews Quanten-Computer Qubit Zorin

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Seltsames Verhalten eines Sterns offenbart Schwarzes Loch, das sich in riesigem Sternhaufen verbirgt
17.01.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

nachricht Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien
17.01.2018 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Im Focus: The first precise measurement of a single molecule's effective charge

For the first time, scientists have precisely measured the effective electrical charge of a single molecule in solution. This fundamental insight of an SNSF Professor could also pave the way for future medical diagnostics.

Electrical charge is one of the key properties that allows molecules to interact. Life itself depends on this phenomenon: many biological processes involve...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - März 2018

17.01.2018 | Veranstaltungen

2. Hannoverscher Datenschutztag: Neuer Datenschutz im Mai – Viele Unternehmen nicht vorbereitet!

16.01.2018 | Veranstaltungen

Fachtagung analytica conference 2018

15.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Projekt "HorseVetMed": Forscher entwickeln innovatives Sensorsystem zur Tierdiagnostik

17.01.2018 | Agrar- Forstwissenschaften

Seltsames Verhalten eines Sterns offenbart Schwarzes Loch, das sich in riesigem Sternhaufen verbirgt

17.01.2018 | Physik Astronomie

Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

17.01.2018 | Physik Astronomie