• vom 06.11.2017, 16:56 Uhr

Technologie


Quantencomputer

Mehr als nur ein Quäntchen




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  • Innsbrucker Forscher arbeiten an störungsfreier Datenübertragung in Quantencomputern.

Innsbruck. (est/apa) Datenspionage, jeder liest mit, alle sind ein offenes Buch? Nicht in Zukunft. Von der Quantentechnologie versprechen sich Wissenschafter Fortschritte in der Computertechnik. Sie wollen die seltsam anmutenden Eigenschaften der winzigen Quanten nutzen. Diese kleinsten Teilchen können blitzschnell verschiedene Schwebezustände zwischen zwei Möglichkeiten einnehmen, ohne dass das Endergebnis vorhersehbar ist. Das soll eine schnelle, abhörsichere Daten-Übertragung ermöglichen. Quantencomputer sollen Rechenaufgaben bewältigen, an denen herkömmliche Computer scheitern.

Und bis wann? Derzeit können mit Quantentechnik Video- und Audiodaten über große Distanzen mehr oder weniger einwandfrei übertragen werden. Quantenprozessoren und -speicher existieren allerdings vorerst nur im Labor. Bis das ganze Werk - also ein Quanten-Rechner mit Festplatte, Tastatur und Bildschirm - auf jedem Schreibtisch stehen kann, gibt es noch viel Arbeit. Denn die einzelnen Teile des Computers müssen zusammenarbeiten.


Innsbrucker Physiker haben eine Methode entwickelt, mit dem sie wichtige Teile eines künftigen Quantencomputers verbinden können. Damit wollen sie erreichen, dass etwa der Prozessor mit dem Speicher spricht. Mit gezielten Eingriffen in Teilchensysteme, die die Quanteninformation tragen, könnte eine störungsfreiere Datenübertragung gelingen, berichten sie in "Nature Communications".

In der Menge liegt der Schlüssel
Weltweit arbeiten Forscher an der Konstruktion solcher Systeme. Die Umsetzung gestaltet sich aber schwierig. Ein Grund ist, dass die winzigen Quantenobjekte sehr anfällig auf Einflüsse aus der Umwelt reagieren und dadurch ihre besonderen Eigenschaften verlieren. Obwohl die Systeme mit hohem Aufwand gegenüber Umwelteinflüssen abgeschirmt werden können, wurden bisher unter Laborbedingungen nur kleine Prototypen gebaut, heißt es in einer Aussendung der Universität Innsbruck.

Um die Anfälligkeit der Quanten zu senken, schreiben die Wissenschafter die Information nicht mehr in einzelne Teilchen, sondern in eine größere Anzahl an Quantenobjekten ein. So ließen sich die Systeme kurzzeitig quantenphysikalisch miteinander "vernähen", was die Störanfälligkeit senke und zur Folge habe, dass die Quanteninformation vom Prozessor in den Speicher oder umgekehrt geladen werden könne.

Dennoch müssten nach wie vor verschiedenste Fehlerkorrekturcodes laufen, damit die Rechner funktionieren, räumen Hendrik Poulsen Nautrup und Hans Briegel vom Institut für Theoretische Physik der Universität Innsbruck ein.

Die Physiker wollen ihr neues Verfahren, das sie als weiteren Schritt auf dem Weg zu einem universellen Quantencomputer sehen, nun in Labor-Versuchen testen.




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Dokument erstellt am 2017-11-06 16:59:03



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