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News: Schnelle Spindrehung für künftige Quantencomputer

David Awschalom von der University of California in Santa Barbara und seine Kollegen an der Pennsylvania State University gelang es mit mehreren äußerst kurzen Laserpulsen, Elektronenspins in einem halbleitenden Material zu manipulieren. Die Pulse hatten dabei eine Dauer von nur 100 Femtosekunden. Das wäre kurz genug für einen Quantencomputer. Denn in Halbleitern haben die Spins normalerweise eine "Lebensdauer" (Kohärenzzeit) von etwa einer Mikrosekunde. Danach ist ein zuvor definierter Zustand wieder unbestimmt. Es ist deshalb wichtig, dass die Schaltzeit eines künftigen Rechners unterhalb dieser Kohärenzzeit liegt.

Den Forschern gelang das Kunststück, indem sie zuerst mit einem kurzen Laserpuls im blauen Bereich, einige Spins ausrichteten. Mit einem zweiten Puls mit etwas längerer Wellenlänge manipulierten sie dann die Spin. Denn diese Photonen durchquerten zwar den Halbleiter, erzeugten aber kurzzeitig ein magnetisches Feld, das die Elektronenspins entsprechend beeinflusste. Mit einem dritten Puls konnten sich die Wissenschaftler schließlich den neuen Spinzustand ansehen.

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  • Quellen
Science 292: 2458–2461 (2001)
University of California, Santa Barbara
ScienceNow

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