Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wirbelfallen für stabilere Qubits

22.01.2015

Forscher aus Jülich und Yale haben einen Weg gefunden, Quanten-Bits, kurz „Qubits“, stabiler zu machen

Qubits speichern und verarbeiten Informationen in Quantencomputern, die beim Lösen bestimmter Aufgaben einmal eine deutlich höhere Rechengeschwindigkeit erzielen sollen als herkömmliche Digitalrechner.

Die in Yale untersuchten Qubits bestehen aus supraleitenden Schaltkreisen. Supraleitende Materialien werden bereits in vielen Geräten eingesetzt, etwa zum Bau ultrastarker Elektromagnete in Magnetresonanztomografen und Teilchenbeschleunigern.

Für den Bau von Qubits sind sie interessant, weil sie nahezu verlustfrei arbeiten. Der Verlust von Energie macht Qubits instabil – sie verlieren die gespeicherte Information.

Für den Energieverlust sind sogenannte Quasipartikel verantwortlich, kollektive Anregungen mehrerer Teilchen, die sich in einigen Eigenschaften ihrerseits wie Teilchen verhalten.

Die Forscher fanden nun heraus, dass sich die Quasipartikel in magnetischen Wirbelfeldern einfangen lassen. Magnetische Felder werden von Supraleitern normalerweise verdrängt, aber in Form von Wirbeln können sie in das Material eindringen.

Die Magnetwirbel fangen die Quasiteilchen ein, ähnlich wie ein auf der Oberfläche von Wasser treibendes Blatt in einen Wasserstrudel gesaugt wird. Die Qubits werden dadurch stabiler. Dass dies funktionieren könnte, war bereits vermutet worden; die Forscher in Yale lieferten nun den experimentellen Beweis.

Gemeinsam mit ihnen entwickelte Dr. Gianluigi Catelani vom Jülicher Peter Grünberg Institut ein detailliertes theoretisches Modell des untersuchten Qubits, das für die quantitative Analyse der gewonnen Daten benötigt wurde.

Originalveröffentlichung:
C. Wang et al.; Measurement and control of quasiparticle dynamics in a superconducting qubit. Nature communications (online veröffentlicht am 18.12.2014), DOI: 10.1038/ncomms6836
http://www.nature.com/ncomms/2014/141218/ncomms6836/full/ncomms6836.html

Forschung am Peter Grünberg Institut, Theoretische Nanoelektronik (PGI-2):
http://www.fz-juelich.de/pgi/pgi-2/DE/Home/home_node.html

Pressekontakt:

Erhard Zeiss,

Tel. 02461 61-1841,

e.zeiss@fz-juelich.de

Erhard Zeiss | Forschungszentrum Jülich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Raumschrott im Fokus
22.05.2018 | 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