12 Qubits bei der Erforschung der Quanteninformation erreicht

Bei der Erforschung von Quanteneffekten und deren möglicher Nutzung für die Informationsverarbeitung haben Wissenschaftler aus Waterloo und Massachusetts erstmals Verfahren zur Quantenkontrolle mit einem 12-Qubit-System bewertet. Ihre Forschungsarbeit wurde mit dem bis dato grössten Quanteninformationsprozessor durchgeführt.

Gemeinsam mit dem MIT in Cambridge haben Theoretiker und experimentell ausgerichtete Wissenschaftler vom Institute for Quantum Computing (IQC) und Perimeter Institute for Theoretical Physics (PI) in Waterloo ein Kontrollverfahren für die Quanteninformationsverarbeitung für bis zu 12 Qubits präsentiert. Die Forschungsarbeit des Teams wurde bereits in den „Physical Review Letters“ (PRL 96, 170501, zum 5. Mai 2006 endende Woche) veröffentlicht und beschreibt die Ansätze, die Genauigkeit und die Skalierbarkeit. Trotz Dekohärenz erreichten die Wissenschaftler einen 12-Kohärenzzustand und entschlüsselten diesen mit atomaren Magnetresonanz-Quanteninformations-Prozessoren in flüssigem Zustand.

Raymond Laflamme, Executive Director am Institute for Quantum Computing und Long Term Researcher am Perimeter Institute, erklärt dazu: „… unser Experiment zeigt ein hohes Niveau an Quantenkontrolle über das bis dato grösste Quantenregister. Es ist ein wichtiger Schritt bei der Implementierung der Quanteninformationsverarbeitung in immer grösseren Komponenten und zugleich ein Meilenstein hin zur Nutzung der Quantenwelt.“

Die Erkenntnisse des Teams setzen bei der weltweiten Erforschung der Nutzungsmöglichkeiten von Quanteneigenschaften einen neuen algorithmischen Richtwert. Quanteneffekte könnten womöglich vollkommen neuartige Verfahren für die Informationsverarbeitung ermöglichen. Dazu gehören zum Beispiel Quantencomputer, die bestimmte Arten von äusserst komplexen Problemen lösen können, denen kein heutiger Computer gewachsen ist. Die Grundprinzipien heutiger Computer und anderer Informationsverarbeitungssysteme (auch als „klassische Systeme“ bezeichnet) wurden in den 30er Jahren des vorherigen Jahrhunderts entwickelt. Heutige Theorien zur Berechnung, Speicherung und Übertragung von Informationen befinden sich am Scheideweg. Mit immer kleineren Verdrahtungen und Logik-Gattern gewinnt das Quantenphänomen in der winzigen Welt der Atome zunehmend an Bedeutung und behindert einen effizienten Informationsfluss. Ausgewählte Gruppen von internationalen Theoretikern und experimentell orientierten Wissenschaftlern – wie das Team aus Waterloo, Ontario – versuchen dieses Phänomen zu verstehen und zu nutzen. Mit diesem jüngsten Forschungsprojekt haben die Wissenschaftler nun einen neuen Standard bei der Kontrolle eines 12-Qubit-Systems geschaffen.

Über das PI: Das Perimeter Institute ist ein unabhängiges Non-Profit-Forschungszentrum, in dem Wissenschaftler bis an die Grenzen unseres Verständnisses von physikalischen Gesetzen gehen und neue Ideen über die spezielle Natur von Raum, Zeit, Materie und Information berechnen. Das Institut bietet zudem ein breites Angebot an Bildungsangeboten für Studenten, Lehrkräfte und die allgemeine Öffentlichkeit. Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Institutes unter www.perimeterinstitute.ca.

Über das IQC: Schwerpunkt des Instituts ist die Gewinnung neuer Erkenntnisse bei der experimentellen und theoretischen Grundlagenforschung in relevanten Bereichen der Ingenieurswissenschaften, Mathematik und Wissenschaft im Hinblick auf Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der Quantencomputer und Informationsverarbeitung. Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Institutes unter www.iqc.ca.

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Adele Newton presseportal

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