Die Entwicklung eines funktionierenden und auch in der Praxis einsetzbaren Quantencomputers ist eine der großen technischen Herausforderungen unserer Zeit. Weltweit arbeiten mehrere Forschungsgruppen an Technologien, die den Bereich des Quantum Computings voranbringen sollen. Wissenschaftlern der Rice University gelang nun ein Durchbruch, der die Menschheit deutlich näher an einen Quantencomputer bringen dürfte.


Wissenschaftler arbeiten an neuem Zustand für Materie

Für Teilchenphysiker sind die Interaktionen zwischen Photonen und Elektronen bereits seit längerem von Interesse. Diese Phänomen sind von großer Bedeutung für die Entwicklung funktionierender Quantencomputer.


Der Physiker Junichiro Kono von der Rice University arbeitet mit seinem Team an einer Methode, um einen neuen Zustand für kondensierte Materie zu erreichen. Bei der Methode „verbinden“ sich mehrere Elektrononen und verhalten sich wie ein einzelnes Elektron. Erreicht wird dies durch eine Manipulation mit Licht und einem Magnetfeld.

Der Zustand, an dem die Forscher aktuell arbeitet, ähnelt dem sogenannten Bose-Einstein-Kondensat, das nach den Physikern Satyendra Nath Bose und Albert Einstein. Es handelt sich um einen Materie-Zustand, bei dem ein verdünntes Boson-Gas auf fast den absoluten Nullpunkt gekühlt wird.

Experimente ebnen den Weg zum Quantencomputer

In vorherigen Experimenten gelang es, Atome dazu zu bringen, bei sehr kalten Temperaturen ein Gas zu bilden, bei dem die Atome ihre individuellen Eigenschaften verlieren und sich wie ein einzelnes Atom verhalten. Konos Team wollte versuchen, Elektronen dazu zu bringen, sich genauso zu verhalten.

Zu diesem Zweck entwarfen die Art hochqualitativen Hohlraum, der eine dünne Schicht Galliumarsenid enthält. Die Forscher manipulierten das Material dann mit einem Magnetfeld, um Resonanzen mit einer bestimmten Lichtform zu erzeugen.

Klingt kompliziert? Ist es auch. Aber die Arbeit der Forscher könnte zu großen Fortschritten in allen Bereichen führen, bei denen Quanteninformationen verarbeitet werden. Darunter natürlich allen Voran Quantencomputer. Theoretisch wäre es sogar möglich, Quanteninformationen an einen Lichtstrahl zu binden und mit diesem zu versenden.

via Phys.org

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