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 Beschleunigerphysik: Alternatives Material für supraleitende Hochfrequenzkavitäten getestet
15.07.2019 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Experimenteller Mini-Beschleuniger erreicht Rekordenergie
11.07.2019 | Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY

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: Megakaryozyten als „Türsteher“ und Regulatoren der Zellmigration im Knochenmark

In einer neuen Studie zeigen Wissenschaftler der Universität Würzburg und des Universitätsklinikums Würzburg, dass Megakaryozyten als eine Art „Türsteher“ auftreten und so die Eigenschaften von Knochenmarksnischen und die Dynamik der Zellmigration verändern. Die Studie wurde im Juli im Journal „Haematologica“ veröffentlicht.

Die Hämatopoese ist der Prozess der Bildung von Blutzellen, der überwiegend im Knochenmark auftritt. Das Knochenmark produziert alle Arten von Blutkörperchen:...

Im Focus: Megakaryocytes act as „bouncers“ restraining cell migration in the bone marrow

Scientists at the University Würzburg and University Hospital of Würzburg found that megakaryocytes act as “bouncers” and thus modulate bone marrow niche properties and cell migration dynamics. The study was published in July in the Journal “Haematologica”.

Hematopoiesis is the process of forming blood cells, which occurs predominantly in the bone marrow. The bone marrow produces all types of blood cells: red...

Im Focus: Beschleunigerphysik: Alternatives Material für supraleitende Hochfrequenzkavitäten getestet

Supraleitende Hochfrequenzkavitäten können Elektronenpakete in modernen Synchrotronquellen und Freien Elektronenlasern mit extrem hoher Energie ausstatten. Zurzeit bestehen sie aus reinem Niob. Eine internationale Kooperation hat nun untersucht, welche Vorteile eine Beschichtung mit Niob-Zinn im Vergleich zu reinem Niob bietet.

Zurzeit ist Niob das Material der Wahl, um supraleitende Hochfrequenzkavitäten zu bauen. So werden sie für Projekte wie bERLinPro und BESSY-VSR eingesetzt,...

Im Focus: Künstliche Intelligenz löst Rätsel der Physik der Kondensierten Materie: Was ist die perfekte Quantentheorie?

Für einige Phänomene der Quanten-Vielteilchenphysik gibt es mehrere Theorien. Doch welche Theorie beschreibt ein quantenphysikalisches Phänomen am besten? Ein Team von Forschern der Technischen Universität München (TUM) und der amerikanischen Harvard University nutzt nun erfolgreich künstliche neuronale Netzwerke für die Bildanalyse von Quantensystemen.

Hund oder Katze? Die Unterscheidung ist ein Paradebeispiel für maschinelles Lernen: Künstliche neuronale Netzwerke können darauf trainiert werden Bilder zu...

Im Focus: Artificial neural network resolves puzzles from condensed matter physics: Which is the perfect quantum theory?

For some phenomena in quantum many-body physics several competing theories exist. But which of them describes a quantum phenomenon best? A team of researchers from the Technical University of Munich (TUM) and Harvard University in the United States has now successfully deployed artificial neural networks for image analysis of quantum systems.

Is that a dog or a cat? Such a classification is a prime example of machine learning: artificial neural networks can be trained to analyze images by looking...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auswandern auf Terra-2?

15.07.2019 | Veranstaltungen

Hallo Herz! Wie kommuniziert welches Organ mit dem Herzen?

12.07.2019 | Veranstaltungen

Schwarze Löcher und unser Navi im Kopf: Wissenschaftsshow im Telekom Dome in Bonn

11.07.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Megakaryozyten als „Türsteher“ und Regulatoren der Zellmigration im Knochenmark

16.07.2019 | Biowissenschaften Chemie

Mit Radaraugen dem Klimawandel auf der Spur

16.07.2019 | Geowissenschaften

Projekt ConText gestartet – Intelligente textile Oberflächen für das Smart Home

16.07.2019 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics