Fortschritte beim Quantencomputer

Der Quanten-Zeno-Effekt ist nach dem griechischen Philosophen Zenon von Elea benannt, der ein bekanntes Paradoxon formulierte, nach dem ein fliegender Pfeil eigentlich niemals sein Ziel erreichen kann, wenn man die Streckenabschnitte, die er auf seinem Weg zurücklegt, einzeln für sich betrachtet. 1977 stellten Physiker die Hypothese auf, dass ein Quantensystem sich nicht verändert, wenn es nur oft genug gemessen wird. So, als ob auf den Herd gestelltes Wasser in einem Topf, dem man zusieht, nicht nur gefühlt, sondern tatsächlich niemals zu kochen beginnt. Zwölf Jahre später wurde diese Annahme erstmals experimentell bewiesen.

Nun zeigte ein Team um den an der Berliner Humboldt-Universität forschenden Physiker Oliver Benson, dass dieser Effekt auch in Diamantkristallen auftritt. In ihrem von der Fachzeitschrift Physical Review A akzeptierten Aufsatz beschreiben sie, wie sie Unreinheiten in Diamanten nutzen, die entstehen, wenn im Kristallgitter ein Stickstoffatom und eine Leerstelle an zwei benachbarten Stellen Kohlenstoffatome ersetzen. Weil sich solche Diamanten verhältnismäßig kostengünstig herstellen lassen, hofft das Benson-Team, dass ihre Entdeckung einmal in Computern eingesetzt wird.

An der Universität Tokio und an der ETH Zürich haben Forscher währenddessen deutliche Fortschritte bei der Quantenteleportation erzielt, wie zwei in der Zeitschrift Nature veröffentlichte Aufsätze zeigen: In Japan gelingt dem Physiker Shuntaro Takeda und seinen Mitarbeitern der deterministische Transport von Information zwischen Photonen über makroskopische Distanzen mittlerweile 50 Mal effizienter als zuvor, und in der Schweiz entwickelte ein Team um Andreas Wallraff ein Quantenteleportationsgerät, das mit "supraleitenden" Quantenbits auf einem Chip arbeitet und damit etwa 10.000 Informationen pro Sekunde transportiert. Beide Erfolge rücken die Möglichkeit praktisch nutzbarer Einsätze einen großen Schritt weiter von der Theorie in die Praxis. (pem)