Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

ETH Zürich: Blick in den Quantendot

02.12.2004


Quantencomputer sollen Anwendungen ermöglichen, welche die Grenzen von klassischen Computern sprengen. Bevor jedoch Quantencomputer irgendwann in der Zukunft zum Einsatz kommen können, müssen zuerst die physikalischen Eigenschaften ihrer Bausteine geklärt und beherrschbar gemacht werden. ETH-Forscher beschreiben nun eine Methode, wie sie so genannte Quantendots, d.h. mögliche Bauelemente von zukünftigen Quantencomputern, lokal untersuchen können.


In den vergangenen Jahrzehnten hat die Halbleiterindustrie elektronische Bauelemente sehr erfolgreich miniaturisiert und ist in den Nanometerbereich vorgestossen. Bei noch viel kleineren Bauelementen kommt die Quantenmechanik ins Spiel. So genannte Quantencomputer werden dabei eine ganz andere Art und Weise des Rechnens durchführen als die heute bekannten klassischen Computer. Mögliche Bausteine, die für Quantencomputer vorgeschlagen wurden, sind Quantendots, häufig auch "künstliche Atome" genannt. Die Forschung beschäftigt sich mit den Grundlagen solcher quantenmechanischen Bauelemente und vor allem auch mit der gezielten Kontrolle ihrer physikalischen Eigenschaften.

Bewegung einzelner Elektronen kontrollieren


ETH-Forscher konnten nun in einer Arbeit zeigen, dass in einem Quantendot einzelne Elektronen durch das Bewegen der Spitze eines Rasterkraftmikroskops manipuliert werden können. Die Arbeit ist Ende November im Wissenschaftsmagazin "Physical Review Letters" erschienen. Dabei haben die Forscher die Potenzial-Landschaft der Quantendots ausgemessen, welche das Wechselwirkungspotenzial zwischen der Spitze und den einzelnen Elektronen abbildet. Ist die Spitze beispielsweise weit weg vom Quantendot, so hat sie wenig Einfluss auf dessen Leitfähigkeit. Kommt nun die Spitze näher, wird die potenzielle Energie der Elektronen im Quantendot erhöht und die Elektronen beginnen - eines nach dem anderen - den Quantendot zu verlassen. Jeder Höchstwert in der Leitfähigkeit, den die Spitze misst, entspricht dabei einem weiteren Elektron, das den Quantendot verlässt. Diese Experimente mit dem Rasterkraftmikroskop geben also lokalen Zugang zu Quantendots. Es hat sich dabei gezeigt, dass sich die Methode für eine sehr kontrollierte Untersuchung verschiedener Geometrien von Quantendots anbietet, d.h. auch von Quantenringen oder gekoppelten Quantensystemen.

Weitere Informationen

Dr. Thomas Ihn
Laboratorium für Festkörperphysik
Telefon +41-1-633 22 80
ihn@phys.ethz.ch

Prof. Klaus Ensslin
Laboratorium für Festkörperphysik
Telefon +41-1-633 22 09
ensslin@phys.ethz.ch

Beatrice Huber | idw
Weitere Informationen:
http://www.ethz.ch
http://prl.aps.org

Weitere Berichte zu: Bauelement Leitfähigkeit Quantencomputer Quantendot

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Forscher verwandeln Diamant in Graphit
24.11.2017 | Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY

nachricht Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen
24.11.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: Metamaterial mit Dreheffekt

Mit 3D-Druckern für den Mikrobereich ist es Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelungen ein Metamaterial aus würfelförmigen Bausteinen zu schaffen, das auf Druckkräfte mit einer Rotation antwortet. Üblicherweise gelingt dies nur mit Hilfe einer Übersetzung wie zum Beispiel einer Kurbelwelle. Das ausgeklügelte Design aus Streben und Ringstrukturen, sowie die zu Grunde liegende Mathematik stellen die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science vor.

„Übt man Kraft von oben auf einen Materialblock aus, dann deformiert sich dieser in unterschiedlicher Weise. Er kann sich ausbuchten, zusammenstauchen oder...

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungen

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungen

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Maschinen über die eigene Handfläche steuern: Nachwuchspreis für Medieninformatik-Student

24.11.2017 | Förderungen Preise

Treibjagd in der Petrischale

24.11.2017 | Biowissenschaften Chemie