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 Eine Nano-Uhr mit präzisen Zeigern
21.11.2017 | Universität Wien

nachricht ESO-Beobachtungen zeigen, dass der erste interstellare Asteroid mit nichts vergleichbar ist, was wir bisher kennen
21.11.2017 | 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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

Raumfahrtkolloquium: Technologien für die Raumfahrt von morgen

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wasserkühlung für die Erdkruste - Meerwasser dringt deutlich tiefer ein

21.11.2017 | Geowissenschaften

Eine Nano-Uhr mit präzisen Zeigern

21.11.2017 | Physik Astronomie

Zentraler Schalter

21.11.2017 | Biowissenschaften Chemie