Ein wichtiger Schritt zum Quantencomputer

Noch sind Quantencomputer Zukunftsmusik. Zumindest in der Theorie könnten sie eine Leistung erreichen, die um das eine Millionfache höher liegt als die der heute leistungsfähigsten Rechner. Höhere Schreibdichte und Schnelligkeit erreichen sie dadurch, dass sie für die klassische binäre Codierung (0/1) unterschiedliche Molekülzustände verwenden.

Dabei macht man sich bei Forschungen zu einer vielversprechenden Variante solcher Computer der Zukunft den Spin, die Eigenrotation von Elektronen, zunutze. Das größte Problem bei der Entwicklung eines spinbasierten Quantencomputers ist die so genannte Dekohärenz. Mit anderen Worten, der Computer ist vergesslich. Anders als die konventionellen Computer kann er seine Zustände (ob 0 oder 1) nicht speichern. Es geht nun darum, die Gründe für diese Vergesslichkeit zu verstehen, und herauszufinden, wodurch sie verursacht wird und wie man sie beseitigen kann.

Ein experimenteller Meilenstein auf diesem Weg konnte jetzt vom Arbeitskreis um Professor Achim Müller (Fakultät für Chemie der Universität Bielefeld) gemeinsam mit Fachkollegen aus Grenoble (Frankreich) und Beer-Sheeva (Israel) erreicht werden. Darüber berichten sie in der aktuellen Ausgabe des renommierten Wissenschaftsjournals NATURE (Band 453) vom 8. Mai 2008.

Als wesentliche Quelle der Dekohärenz identifizierten sie experimentell die fehlende Distanz zwischen den Molekülen, und nicht nur das: Es gelang ihnen zugleich, diese Quelle auszuschalten. Für ihre Forschungen nutzten sie einen molekularen Magneten aus Vanadium- und Sauerstoffatomen als Zweizustand-Quantensystem, mit dem sich logische Operationen durchführen lassen. Die Herstellung der Distanz zwischen den molekularen Magneten gelang durch deren geschickt über Copolymere gesteuerte Anordnung.

Die Publikation wurde im erwähnten NATURE-Heft von P. C. E. Stamp, einem anerkannten Fachmann auf dem Gebiet, in einem separaten Artikel gewürdigt („…a milestone on the road…“).

Kontakt:
Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Achim Müller
Universität Bielefeld, Fakultät für Chemie
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