Quanten-Hardware auf einem Chip

Wissenschaftler der University of Michigan haben eine Schlüsselkomponente für den Bau von Quantencomputern auf einem Silizium-Chip integriert. Das Team um Christopher Monroe beschreibt die erste so genannte Ionenfalle auf einem Chip in der Fachzeitschrift Nature. Der Chip besteht im Wesentlichen aus alternierenden Schichten von Legierungen aus Aluminium, Gallium und Arsenid auf einem Silizium-Träger, in die ein mit Elektroden versehenes Loch gebohrt wurde. In einem elektrischen Feld in dieser Bohrung kann man beispielsweise ein Kadmium-Ion einfangen, das dann mithilfe eines Laserpulses in überlagerte Anregungszustände versetzt wird, um so ein so genanntes Qubit zu bilden.

Weil Quantencomputer mit Hilfe solcher Überlagerungszustände sehr viele Rechenoperationen parallel ausführen können, werden sie als heiße Anwärter für die übernächste Rechnergeneration gehandelt. Dazu müsste man allerdings noch sehr viel mehr als nur ein Qubit auf einem Chip herstellen können. Österreichischen Forschern gelang vor kurzem – allerdings mit einer sehr viel größeren Apparatur – die Herstellung von acht Qubits. (wst)

• Zum Thema siehe auch die aktuelle Ausgabe der Technology Review: 'Zeitalter der Quanteninformation'