Quantencomputer skalieren – geht das?

Ein Quantengatter zwischen Atomen und Photonen könnte helfen, Quantencomputer zu skalieren. Die Quantencomputer der Zukunft werden in der Lage sein, Berechnungen durchzuführen, die auf heutigen Computern nicht möglich sind. Dazu gehören möglicherweise die Fähigkeit, die Verschlüsselung zu knacken, die derzeit für sichere elektronische Transaktionen verwendet wird, sowie die Möglichkeit, unhandliche Probleme effizient zu lösen, bei denen die Anzahl der möglichen Lösungen exponentiell ansteigt. Die Forschung im Quantenoptik-Labor von Prof. Barak Dayan am Weizmann Institute of Science will die Entwicklung solcher Computer vorantreiben, indem sie die “Quantengatter” bereitstellt, die für die Kommunikation innerhalb und zwischen solchen Quantencomputern benötigt werden. Im Gegensatz zu den heutigen elektronischen Bits, die nur in einem von zwei Zuständen existieren können – null oder eins – können Quantenbits (Qubits) auch in Zuständen sein, die gleichzeitig null und eins entsprechen. Ein Computer könnte auf Basis dieser Überlagerung zahlreiche Berechnungen parallel durchführen. In früheren Experimenten hatten Dayan und seine Gruppe die Fähigkeit ihres Systems gezeigt, als ein einzelner Photon aktivierter Schalter zu funktionieren, und auch eine Möglichkeit, ein einzelnes Photon aus einem Lichtblitz zu “pflücken”. In der vorliegenden Studie, die in Nature Physics veröffentlicht wurde, gelang es Dayan und seinem Team zum ersten Mal, ein logisches Gatter zu schaffen, in dem ein Photon und ein Atom automatisch die Informationen austauschen, die sie tragen. (wis-wander) EL