Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Quantencomputer rücken näher

29.06.2009
Supraleitender Chip ermöglicht einfache Rechenoperationen

Physiker der Universität Yale haben unter Beteiligung von Forschern der Technischen Universität Wien (TU) einfache Rechnungen mit supraleitenden Quantencomputerchips durchgeführt.

Diese auf den Grundlagen der Quantenmechanik aufbauende Versuchsreihe lässt den Bau von Quantencomputern wieder realistischer erscheinen. Wenn ein Computerchip nicht nur mit Null oder Eins arbeiten, sondern jegliche Überlagerung von Null und Eins gleichzeitig annehmen würde, könnte er auch mit jeder Überlagerung gleichzeitig rechnen. So könnten über die Erzeugung elektronischer Quantenüberlagerungen alle möglichen Rechenoperationen parallel ausgeführt werden, was einer Vervielfachung der Rechenleistung herkömmlicher Computer gleichkommen würde.

"Wir probieren unseren Ansatz gerade einmal aus. Es lässt sich aber immer noch nicht einschätzen, wann eine industrielle Herstellung leistungsfähiger Quantencomputer realisiert werden könnte", sagt Johannes Majer, Projektassistent vom Atominstitut der TU Wien, im Gespräch mit pressetext. Im Vergleich mit der Entwicklung von herkömmlichen PCs stehe man sicher noch vor der Entwicklung von Konrad Zuses mechanischem Rechenwerk Z1 aus dem Jahre 1937.

In supraleitenden Schaltkreisen werden bei Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt elektronische Quantenüberlagerungen erzeugt. "Das zentrale Problem dabei ist, dass die Quantenzustände auf den Chips sehr fragil sind und nur für geringe Zeiträume aufrechterhalten werden können", gibt Majer zu bedenken. An der Universität Yale wurden zwei Quantenbits auf einem Chip gekoppelt, was einfachste Rechenoperationen ermöglichte. "Wir verschränken die Quanten-Zustände auf Schaltelementen, die etwa einen Drittelmillimeter groß und mit freiem Auge noch erkennbar sind", meint Majer.

Mithilfe von Mikrowellenpulsen mit einer Frequenz von sechs Gigahertz werden Zustandveränderungen herbeigeführt bzw. die Rechenoperationen innerhalb einer Millionstelsekunde ausgeführt. In anderen Systemen ließen sich die Quantenzustände zwar länger konservieren, die supraleitenden Chips hätten jedoch den Vorteil, dass die Quantenzustände entsprechend rasch verarbeitet werden, heißt es seitens der Wissenschafter.

Durch die unter der Leitung von Rob Schoelkopf, Professor für angewandte Physik an der Universität Yale, nun durchgeführten Rechenoperationen konnte bewiesen werden, dass Quanten-Rechungen in supraleitenden Computerchips dem Grunde nach realisierbar sind. "Die Quantenbits verhalten sich dabei nach der Schrödingergleichung", ergänzt Majer.

In Zukunft ist die Entwicklung von komplizierteren Quanten-Chips, die eine Verschränkung einer größeren Anzahl von Quantenzuständen erlauben würden, zu erwarten. Aufgrund zahlreicher darüber hinausgehender Probleme wie etwa der erforderlichen Kühlung wird jedoch noch viel Zeit vergehen, bis leistungsfähige Quantencomputer gebaut werden.

Nikolaus Summer | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.ati.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Raumschrott im Fokus
20.05.2018 | Universität Bern

nachricht Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.
18.05.2018 | Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

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: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics