Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schneller Rechnen mit kollektiven Quanten-Bits

08.02.2013
Physiker aus Harvard und Hannover entwickeln neues Verfahren für Quantencomputer

Quantencomputer könnten bestimmte Aufgaben deutlich schneller lösen als klassische Computer, ihre Realisierung in einem für praktische Anwendungen relevanten Umfang gestaltet sich jedoch schwierig.

Dies könnte sich nun mit einem von Physikern der Leibniz Universität Hannover entwickelten Verfahren für festkörperbasierte Quantencomputer ändern. Ihre Ergebnisse präsentieren die Wissenschaftler um Dr. Hendrik Weimer vom Institut für Theoretische Physik jetzt in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.

Während die Kontrolle von einzelnen Quanten-Bits („Qubits“) inzwischen mit großer Präzision möglich ist, stellt die Realisiserung größerer Netzwerke mit einer Vielzahl von Qubits eine bisher ungelöste Herausforderung dar. Dies trifft insbesondere auf Quantencomputer basierend auf magnetischen Defekten in Festkörpern zu, da die magnetische Wechselwirkung zwischen den einzelnen Qubits zu schwach ist.

Hier konnten die Physiker nun zeigen, dass die Bündelung von circa 100 Defekten in ein einzelnes kollektives Qubit diese Beschränkung aufheben kann. Bei der korrekten Wahl eines externen Magnetfelds verlieren die magnetischen Eigenschaften der einzelnen Defekte ihre individuelle Natur und verhalten sich als ununterscheidbare Einheit. Solche kollektiven Quantensysteme sind für stark erhöhte Wechselwirkungseigenschaften bekannt und ermöglichen dadurch schnellere Operationen in einem Quantencomputer.

Während die vorgestellte Methode für eine Vielzahl von festkörperbasierten Qubits anwendbar ist, konnten die Wissenschaftler durch eine detaillierte Simulation für Stickstoff-Fehlstellen-Zentren in Diamant nachweisen, dass damit deutlich größere Quantennetzwerke als bisher realisiert werden können. Hendrik Weimer erläutert: „Bereits 50 kollektive Qubits reichen für unmittelbare Anwendungen in der Simulation von stark korrelierten Quantensystemen.“

Hendrik Weimer, Norman Y. Yao, Mikhail D. Lukin. Collectively Enhanced Interactions in Solid-State Spin Qubits, Physical Review Letters 110, 067601 (2013).
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i6/e067601

Hinweis an die Redaktion:
Für weitere Informationen steht Ihnen Dr. Hendrik Weimer, Institut für Theoretische Physik, unter Telefon 0511 762 4836 oder per E-Mail unter hweimer@itp.uni-hannover.de gern zur Verfügung.

Mechtild Freiin v. Münchhausen | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-hannover.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor
23.02.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Kühler Zwerg und die sieben Planeten
23.02.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie