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Quantencomputer: Auslesen von Quanteninformation mit dem Laser

Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Entwicklung von Quantencomputern besteht darin, die wertvollen Informationen auszulesen, ohne das System dabei zu sehr zu stören. Ingenieure um David Awschalom von der Universität von Kalifornien in Santa Barbara haben nun ein Verfahren vorgestellt, das die veränderte Polarisation von Laserlicht auswertet. Die Eigenschaften der Quanten werden dabei anscheinend kaum beeinflusst.

Die Besonderheit von Quantencomputern liegt darin, dass ihre informationstragenden und -verarbeitenden Einheiten verschiedene Zustände nicht nacheinander einnehmen müssen, sondern in allen zugleich vorliegen können. Für Prozesse, die viele Male die gleichen Schritte mit unterschiedlichen Ausgangsdaten vornehmen müssen, würde dies einen enormen Geschwindigkeitsvorteil bedeuten. Allerdings ist diese Superposition der Zustände sehr anfällig gegenüber Störungen aus der Umgebung. Bereits eine simple Messung lässt das System aus der Vielfalt in einen einzigen Zustand kollabieren. Ein großer Teil des Ergebnisses wäre so verloren.

Das glauben die Forscher in Kalifornien verhindern zu können, indem sie die Information in den Spin eines einzelnen Elektrons stecken und ihn auf einen Quantenpunkt genannten Speicher geben. Beleuchten sie diesen Quantenpunkt mit schwachem Laserlicht, so wird die Polarisation des Lichts nach dem Kerr-Effekt ein wenig, aber messbar verändert. Gleichzeitig bleibt jedoch der Superpositionszustand des Elektrons erhalten.

Die Entdeckung stellt in erster Linie einen Nachweis des Prinzips dar, kann allerdings auch zur Untersuchung der Quantenpunkte genutzt werden. Eine praktische Anwendung oder gar ein echter Quantencomputer rückt damit kaum näher. (of)

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