Lexikon der Physik



Quanteninformatik 4: Ein supraleitender Metall-Halbleiter-Übergang (Josephson-Kontakt) könnte eines Tages als Quantenbit in einem Quantencomputer dienen. Als ›0‹ und ›1‹ des Quantenbits fungieren dabei zwei quantenmechanische Eigenzustände in der Metallinsel aus Aluminium, nämlich der Quantenzustand der Insel-Elektronen einmal mit und einmal ohne zusätzliches Cooper-Paar. Eine Spannung an der DC-Elektrode steuert das Tunneln des zusätzlichen Cooper-Paars vom Reservoir auf die Metallinsel. Auf diese Weise lassen sich die beiden Quantenbit-Zustände auch in beliebigen Superpositionen präparieren. Über den Tunnelstrom zur Testelektrode kann man das Qubit auslesen. Im nächsten Entwicklungsschritt gilt es, die Kohärenzzeit deutlich zu verlängern - bei dem hier gezeigten Qubit vergingen nur wenige Nanosekunden, bis die Superpositionszustände durch die dissipative Kopplung an die Testelektrode zerstört wurden. Außerdem ist es notwendig, mehrere Qubits kontrolliert miteinander zu koppeln. Weitere Kandidaten für Quantenbits zeigen die Abb. 2 und Abb. 3. (Quelle: Y. Nakamura et al., Nature 398, 768 (1999))

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