Handelsblatt

MenüZurück
Wird geladen.

13.06.2011

17:23 Uhr

Quantencomputer

Forscher baut "Chaos-Maschine"

VonStephan Dörner

Deutlich früher als bislang gedacht könnten unvorstellbar schnelle Computer alltagstauglich werden: Eine seltsame Quanteneigenschaft könnte beim Durchbruch helfen, zeigt das Experiment eines Physikers.

Andrew White von der University of Queensland. Der Physiker forscht auf dem Gebiet der Quantencomputer. Seine neuesten Erkenntnisse könnten der Wissenschaft zu einem Durchbruch auf diesem Gebiet verhelfen. Quelle: PR

Andrew White von der University of Queensland. Der Physiker forscht auf dem Gebiet der Quantencomputer. Seine neuesten Erkenntnisse könnten der Wissenschaft zu einem Durchbruch auf diesem Gebiet verhelfen.

DüsseldorfIn der Welt des Mikrokosmos, der kleinsten Teilchen in unserem Universum, ist vieles anders, als wir es von unserem Alltag gewohnt sind. So können kleinste Teilchen beispielsweise gleich mehrere Zustände gleichzeitig annehmen – Superposition nennen das die Physiker. Das ermöglicht den Bau von Computern, mit denen sich Rechenaufgaben in Sekunden lösen ließen, wofür heute selbst die schnellsten Computer der Welt Milliarden von Jahren bräuchten – zumindest in der Theorie.

Dabei nutzen die Forscher Quanteneigenschaften von Teilchen, um daraus eine Rechenmaschine zu bauen. Sogenannte Qubits können analog zu den Bits der klassischen Informatik bei Messungen zwei definierte Werte annehmen – oder eine Überlagerung beider Zustände, den Gesetzen der Quantenmechanik sei Dank.

In der Praxis stoßen die Wissenschaftler, die bereits in den 1980er Jahren an Quantencomputern forschen, auf viele Hürde, die alltagstaugliche Quantencomputer bisher in weite ferne rückten. Neue Erkenntnisse des Quantenphysikers Andrew White könnten die Entwicklung aber enorm beschleunigen.

Herkömmliche Ansätze für mögliche Quantencomputer nutzen verschränkte Qubits. Verschränkungen, die Albert Einsteins einst als "spukhafte Fernwirkung" bezeichnete, sogen dafür, dass sich der Zustand eines Teilchens in dem Moment ändert, in dem das "Zwillingspärchen" des Teilchens eine Änderung erfährt. Die Entfernung der beiden Teilchen voneinander ist dabei völlig irrelevant - sie können sich theoretisch an unterschiedlichen Enden des Universums befinden.

Nachteil für die Forscher: Ein verschränktes System ist sehr instabil und nur unter extrem kontrollierten Laborbedingungen überhaupt zu beherrschen. Schon kleinste Störungen wie das Auftreffen eines Lichtteilchens, können den Zustand aller verschränkten Teilchen ändern. Wird ein Teilchen durch Interaktion mit anderen verändert, so ändern sich alle verschränkten Teilchen gleich mit. Deshalb ist es Forschern nie gelungen, mehr als 14 verschränkte Qubits in einer Versuchsanordnung zu kontrollieren. Für einen Quantencomputer, der funktioniert, wären Tausende notwendig.

Quantencomputer-Ansatz ohne verschränkte Teilchen

Quantenphysiker White widmete sich in einem erfolgreichen Experiment einem Ansatz, der mit nur wenigen verschränkten Teilchen auskommt. Er setzte dabei auf eine weitere für uns seltsam wirkende Eigenschaft des Quantenkosmos: den Discord. Hält dieser Ansatz, was sich White davon verspricht, könnten wir näher am Zeitalter der Quantencomputer sein, als bislang geahnt.

Beim Discord handelt es sich um ein noch wenig verstandenes Maß für die Stärke der Störung eines Quanten-Systems, sobald dieses gemessen wird. Denn Quantensysteme lassen sich niemals messen, ohne dabei ihre Eigenschaften selbst zu verändern. Makroskopische Objekte – also jene ohne Quanteneigenschaft, die wir tagtäglich beobachten – haben den Discord-Wert null. Ob wir einen Stuhl ansehen oder nicht - seine Eigenschaft werden, im Gegensatz zu Teilchen der Quantenwelt, nicht verändert.

Kommentare (1)

Selber kommentieren? Hier zur klassischen Webseite wechseln.  Selber kommentieren? Hier zur klassischen Webseite wechseln.

havocian

13.06.2011, 23:23 Uhr

Es handelt sich hier nicht um die Heisenber'sche Unschärferlation sondern um die "Schrödinger Katze"!

Direkt vom Startbildschirm zu Handelsblatt.com

Auf tippen, dann auf „Zum Home-Bildschirm“ hinzufügen.

Auf tippen, dann „Zum Startbildschirm“ hinzufügen.

×