Wissenschaftler der Universität Amsterdam haben eine neue Architektur für einen skalierbaren Quantencomputer vorgeschlagen. Als Qubits werden Ionenpaare vorgeschlagen, die von optischen Pinzetten (Lasern) eingefangen werden. In einem homogenen elektromagnetischen Feld können solche Ionenpaare die gleiche Arbeit leisten wie die Gates von Transistoren in klassischen Prozessoren, unabhängig vom Abstand der Ionen voneinander – so lässt sich der Rechenumfang einfach erweitern.
Eingefangene Ionen gelten als eines der vielversprechendsten Teilchen für die Erzeugung zuverlässiger Qubits. Ionen sind leicht zu erzeugen, wofür es ausreicht, den Atomen der Substanz zusätzliche Elektronen hinzuzufügen oder einige davon zu entfernen. Solche Atome laden sich negativ oder positiv auf und lassen sich beispielsweise mit einem Laserstrahl wie mit einer Pinzette leicht kontrollieren. Ionen werden leicht in die Defekte der Kristallgitter platziert, wo sie manipuliert werden können. Dabei handelt es sich um vorgefertigte Qubits, allerdings gibt und gibt es Probleme bei der Skalierung.
Physiker der Universität Amsterdam haben versucht, das Skalierungsproblem zu umgehen, indem sie die kollektive Bewegung von Ionen in einem einheitlichen elektromagnetischen Feld nutzten. Bei den Experimenten wurde bewiesen, dass optische Pinzetten unter solchen Bedingungen lokale Potentiale (Zustände von Qubit-Ionen) auf große Distanzen übertragen können, was mit weniger Aufwand umsetzbar ist als bei anderen heute der Wissenschaft bekannten Skalierungsverfahren.
2022-02-01 13:37:36
Autor: Vitalii Babkin