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Sonntag, 26.03.2017
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„Vergesslichkeit“ von Quantensystemen überwunden

Forscher identifizieren die Quelle der Dekohärenz und schalten sie aus

Quantencomputer gelten als schnell und leistungsfähig, sind aber vegesslich – zumindest heute noch. Die so genannte Dekohärenz sorgt dafür, dass die Systeme ihren jeweiligen Zustand nicht speichern. Jetzt haben Forscher die Quelle dieser Vergesslichkeit identfiziert und im Experiment ausgeschaltet, wie sie im Wissenschaftsjournal „Nature“ berichten.
Quantenlaserlabor

Quantenlaserlabor

Noch sind Quantencomputer Zukunftsmusik. Zumindest in der Theorie könnten sie jedoch 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 – Null oder Eins - 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 von der Universität Bielefeld gemeinsam mit Fachkollegen aus Grenoble (Frankreich) und Beer-Sheeva (Israel) erreicht werden. 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.
(Universität Bielefeld, 14.05.2008 - NPO)
 
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