Quantencomputer: Wissenschaftler geben weiteren Durchbruch bekannt

Quantencomputer haben das Potential, die Informationstechnologie so wie wir sie kennen komplett auf den Kopf zu stellen. Aber bis wir einen funktionierenden und praktisch anwendbaren Quantencomputer haben, wird noch einige Zeit vergehen. Einem internationalen Forscherteam gelang nun ein Durchbruch, der uns einen Schritt weiter in diese Richtung bringt.

Umkehr des Elektronenspins auf Kommando

Dem Team gelang es, mit Hilfe von Mikrowellen den Spin von Elektronen vom angeregten zum nicht angeregten Status umzukehren. Der Spin ist eine quantenmechanische Eigenschaft, die bereits 1925 entdeckt wurde und alle Eigenschaften eines klassischen mechanischen Drehimpulses hat, mit der Ausnahme, dass der Spin von Elektronen nicht durch die Drehbewegung einer Masse hervorgerufen wird.

Wenn der Spin eines Elektrons in einen angeregten Zustand versetzt wird, dauert es für gewöhnlich bis zu 10.000 Jahre, bis er auf natürliche Art und Weise wieder umgekehrt wird. Dies ist auch als Purcell-Effekt bekannt. Dem Team gelang es, diese Umkehr sozusagen auf Kommando hervorzurufen.

Während in einem normalen Computer Informationen in Form von Bytes gespeichert werden, die zwei Zustände einnehmen können (0 und 1), arbeiten Quantencomputer mit sogenannten Qubits. Diese können drei verschiedene Zustände einnehmen, nämlich 0, 1 und beide gleichzeitig. Elektronenspins eignen sich perfekt für Qubits, und die Erkenntnisse der Wissenschaftler legen nahe, dass Informationen von Elektronen mittels Photonen bewegt werden können.

“Our results are highly significant for quantum information processing. Indeed, they are a first step toward the strong coupling of individual electron spins to microwave photons, which could form the basis of a new spin-based quantum computer architecture”, erklärt Patrice Bertet von der French Atomic Energy Commission (CEA).

Natürlich ist es noch ein langer Weg bis zum funktionierenden Quantencomputer, aber Durchbrüche wie dieser oder die Fortschritte im Bereich Wärmeleitung zeigen, dass wir uns in die richtige Richtung bewegen.

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