In der aktuellen Computertechnologie sind sogenannte Bits für den Informationstransfer zuständig. Ein Bit kann entweder den Wert 1 oder 0 einnehmen. Quantencomputer dagegen arbeiten mit Qubits, die beide Werte gleichzeitig einnehmen können. Aus diesem Grund habe Quantencomputer das Potential, die aktuell möglichen Rechengeschwindigkeiten dramatisch zu erhöhen. Das Problem dabei ist, dass Qubits schwierig zu kontrollieren und stabil zu halten sind. Forscher des MIT haben nun eine Methode entwickelt, mit denen sie Moleküle deutlich länger stabil halten können als es bisher möglich war und uns so dichter an praktisch einsetzbare Quantencomputer gebracht.


In dieser Vakuumkammer wurde das Experiment durchgeführt.

Stabiler Qubit für etwa eine Sekunde

Das Team des MIT erschuf ein einfaches Molekül, das aus Natrium und Kalium bestand. Moleküle eignen sich für die Gestaltung von Qubits deutlich besser als Atome oder Elektrone. „Molecules have more ‚handles‘ than atoms. They can vibrate, they can rotate, and in fact they can strongly interact with each other, which atoms have a hard time doing. Typically, atoms have to really meet each other, be on top of each other almost, before they see that there’s another atom there to interact with, whereas molecules can see each other (over relatively long distances). In order to make these qubits talk to each other and perform calculations, using molecules is a much better idea than using atoms„, so Martin Zwierlein, Professor für Physik am MIT.

Das Team erschuf tausende der Moleküle, umhüllte sie mit einem Gas und fing die Wolke dann am Kreuzungspunkt von zwei Laserstrahlen. Anschließend kühlte das Team die Moleküle bis nahezu auf den absoluten Nullpunkt herunter, was Kontrolle über die Vibration, die Rotation und die Drehrichtung der Kerne der Atome ermöglichte. Die Moleküle blieben in diesem Zustand länger stabil als bei jedem bisherigen Versuch, Qubits zu stabilisieren. Die Moleküle blieben zwar nur etwa eine Sekunde stabil, aber im Bereich Quantencomputing ist das ein erstaunlicher Fortschritt. Ein Logic Gate, das Qubits in einem Quantencomputer so lange stabil halten könnte, wäre in der Lage, eine gewaltige Anzahl an Berechnungen durchzuführen.


Auf dem Weg in die Zukunft

„We have strong hopes that we can do one so-called gate – that’s an operation between two of these qubits – like addition, subtraction, or that sort of equivalent – in a fraction of a millisecond.If you look at the ratio, you could hope to do 10,000 to 100,000 gate operations in the time that we have the coherence in the sample. That has been stated as one of the requirements for a quantum computer, to have that sort of ratio of gate operations to coherence times“, so Zwierlein weiter.

Ein funktionierendes System auf Basis dieser Methode liegt noch locker ein Jahrzehnt in der Zukunft. Allerdings legen solche Entwicklungen den Grundstein für Fortschritte in der Quantentechnologie und werden zusammen mit zahlreichen anderen Ergebnissen in dem Bereich eines Tages zu einem funktionierenden Quantencomputer führen.

via MIT

"

Teile den Artikel oder unterstütze uns mit einer Spende.
PayPal SpendeAmazon Spendenshopping

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.