Erstes „Quantenbyte“ erzeugt

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An der Uni Innsbruck wurde weltweit zum ersten Mal ein so genanntes „Quantenbyte (Qubyte)“ realisiert, indem acht Ionen kontrolliert verschränkt wurden.

Die Erzeugung eines „Quantenbytes“ gilt als wichtiger Schritt auf dem Weg zum Quantencomputer. „Dass wir dieses Ziel als erste erreicht haben, ist eine Bestätigung für die erfolgreiche Arbeit der Innsbrucker Quantenphysik“, freut sich Prof. Rainer Blatt. Bei dem Versuch werden Kalzium-Ionen mit elektromagnetischen Feldern in einer Ionenfalle eingefangen, in einer Reihe nebeneinander angeordnet und mit ausgeklügelter Lasertechnologie in so genannten W-Zuständen verschränkt.

Die eigentliche Schwierigkeit in dem Experiment war der Nachweis, dass die Teilchen tatsächlich miteinander verschränkt sind. Es mussten rund 650.000 Messungen durchgeführt werden, um die acht „Quantenbits (Qubits)“ durch Zahlen beschreiben zu können. Allein dieser Messprozess nahm über zehn Stunden in Anspruch. Die Berechnung der Zahlen und deren Umsetzung in eine grafische Darstellung auf einem Hochleistungscomputer der Universität dauerte gleich mehrere Wochen. „Was mit den acht Qubits in etwa einer Millisekunde passiert, kann mit einem normalen Rechner nur in vielen Stunden berechnet und charakterisiert werden“, erklärt Prof. Blatt. Das erfolgreiche Experiment beweist auch: Ionenfallen, wie sie in Innsbruck verwendet werden, stellen die derzeit vielversprechendste Technologie für die Umsetzung größerer Rechenräume dar. Im Fall der acht Ionen besteht dieser Rechenraum aus 65.536 zum Großteil unabhängigen Elementen.

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