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 Das anwachsende Ende der Ordnung
27.03.2017 | Universität Konstanz

nachricht In einem Quantenrennen ist jeder Gewinner und Verlierer zugleich
27.03.2017 | Universität Wien

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: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE