Quantenphysik 06.10.2020, 13:31 Uhr

Physiker schreiben Quanteninformation in Nano-Halbleiter ein

Ein Physiker-Team hat erstmals zwei Qubits in einer Halbleiter-Nanostruktur realisiert. Somit könnten vielleicht dereinst Quantencomputer in der Elektronik-Tradition gebaut werden.
Noch sind Quantencomputer komlexe Gebilde. Im Bild die Kühleinheit des Quantencomputers am IBM-Forschungslabor in Rüschlikon
(Quelle: IBM Labs )
Physiker haben zwei Quanteninformationseinheiten (Qubits) in einer einzelnen Halbleiter-Nanostruktur realisiert, wie sie im Fachblatt «Nature Nanotechnology» berichten. Das ist interessant, da die ganze Elektronik auf Basis von Halbleitern funktioniere, so einer der Autoren.
Die Wissenschaftler versuchten, Quantenpunkte aus Galliumarsenid als Quantenregister zu nutzen. Dabei handelt es sich um ein verbundenes System aus einzeln manipulierbaren Quantenbits (Qubits). Diese bilden die kleinste Informationseinheit im Quantencomputer.
Den Physiker gelang es «ein System aufzubauen, das zwei Qubits enthält», sagte Armando Rastelli von der Universität Linz im Gespräch mit der österreichischen Nachrichtenagentur APA. Als Träger der Information fungieren rund einhunderttausend Arsen-75-Atomkerne in dem Galliumarsenid-Gitter. Gesteuert werden deren Eigenschaften mittels Licht und Radiofrequenz-Signalen. Mit Laserlicht wird die eingeschriebene Information wieder ausgelesen. 

Hochskalierung noch unklar 

Die Physiker zeigten, dass die Qubits rund 20 Millisekunden stabil bleiben. Das sei lange genug, um bis zu 100 Operationen durchzuführen. 
Armando Rastelli von der Johannes-Kepler-Universität Linz
Quelle: privat
Die Idee, Information in Halbleiter-Quantenpunkte zu packen, ist interessant, weil «die ganze Elektronik auf Basis von Halbleitern funktioniert. Würde man es schaffen, auf dieser Basis einen Quantencomputer zu bauen, wäre das die natürliche Evolution herkömmlicher Computer», so Rastelli.  
Dazu bräuchte es freilich deutlich mehr verschränkte Qubits als die bisher realisierten zwei. «Wie man das hochskalieren könnte, ist noch nicht klar», räumte der Physiker ein.


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