Wien. Wissenschafter der britischen Universität Sussex haben nach eigenen Angaben den ersten Bauplan für einen Quantencomputer erstellt. Dieser könne den Weg für die industrielle Fertigung der neuen Rechnergeneration bereiten, berichten die Forscher in "Science Advances".
In der Physik bezeichnet der Begriff Quant ein winziges Teilchen, das durch einen Zustandswechsel zumeist Energie erzeugt. Quantencomputer sollen Probleme lösen, die mit herkömmlichen Rechenmaschinen nicht zu bewältigen sind. Dazu machen sie sich die Gesetzmäßigkeiten der Quantenphysik zunutze, die es ihnen erlauben, Information nicht als Null oder Eins abzuspeichern, sondern als Überlagerung von beiden. Ein Quantencomputer wäre somit in der Lage, viele verschiedene Informationen gleichzeitig zu verarbeiten und erst zum Schluss die richtige Lösung auszuwählen, wodurch Hacker keine Chance hätten.
Allerdings gibt es die Wunderrechner noch nicht. Forscherteams weltweit arbeiten am Bau von Quantencomputern. Dazu muss ein Bit - also der Speicher von Null und Eins - auf ein einzelnes Atom verkleinert, gespeichert und auch manipuliert werden können. "Viele derzeitigen Methoden beruhen auf der Manipulation mit Laserstrahlen, die man sehr gut fokussieren kann. Allerdings ist der Laser wenig robust", erklärt Thomas Monz vom Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Universität Innsbruck: "Derzeit können wir mit Laser zehn bis 20 Ionen-Atome manipulieren."
Ionen sind geladene Teilchen. Geben ihnen die Forscher mit einem Laserstrahl einen Kick, beginnen sie zu wackeln und tauschen sich mit ihren Nachbarn aus. Das internationale Team um den Physiker Winfried Hensinger von der Forschungsgruppe für Quantentechnologie in Sussex unterbreitet nun die Verwendung von Radiofrequenzen statt Laserstrahlen zur Manipulation der Ionen. Hintergrund ist die Tatsache, dass Radiofrequenzen leicht in entsprechender Präzision zu empfangen sind - wodurch es leichter würde, viele Ionen präzise zu manipulieren. Das Ergebnis wären große Quantencomputer, die nahezu alles rechnen können. "Lange hatte man angenommen, dass es unmöglich sein wird, einen Quantencomputer zu bauen. Wir haben nun einen Konstruktionsplan für größere Maßstäbe entwickelt", so Hensinger.
"Die Ansätze sind durchdacht, die physikalischen Argumente richtig. Würde man das Wissen der Welt über den Bau von Quantencomputern kombinieren, wäre das ein guter Weg. Allerdings ist vieles, das für die Umsetzung benötigt wird, noch nicht demonstriert", sagt Monz. Er erwartet große Quantencomputer in frühestens zehn bis 20 Jahren.
