Neues Material für Quantencomputer: granulares Aluminium

Unsere aktuellen PCs können immer nur eine Operation nach der anderen ausführen, während Quantencomputer millionenfache parallele Berechnungen erlauben und einen kaum vorstellbaren Leistungsvorsprung gegenüber herkömmlicher Computertechnik bringen sollen. Zumindest in der Theorie.

Quantencomputer basieren auf der Quantentheorie und verwenden subatomare Partikel zur Datenspeicherung. Diese Computer sollen durch die gleichzeitige Abwicklung von Millionen Operationen  schneller arbeiten als heutige Systeme und besonders komplexe Aufgaben besonders gut berechnen können.

QBits und Superposition

Herzstück und gleichzeitig Schwachstelle dabei sind die QBits (Quantenbits), die zur Arbeit mit dem Quantenrechner im Zustand der Superposition sein müssen.

Dem arbeiten jedoch Wechselwirkungen mit der Umgebung entgegen, die eine zunehmende Dekohärenz, also den Zerfall des Quantenzustands, bewirken, je mehr Qubits in dem Quantencomputer zur Verwendung kommen.

Eine leichte Temperaturänderung durch die Heizung oder ins Fenster des Labors scheinende Sonne oder eine leichte Erschütterung durch zu festes Auftreten beim Durchqueren des Raumes – und schon ist die Superposition Geschichte…

Neues Material für QBits: granulares Aluminium

In Karlsruhe sowie der Nationalen Universität für Forschung und Technologie MISIS in Moskau wurde nun statt der üblichen Ionen, Elektronen, Photonen oder gar Kernspins erstmals granulares Aluminium als supraleitendes Material für Quantenschaltungen mit hoher Kohärenz eingesetzt.

Ein solches von den Forschern hergestelltes Fluxonium-Qubit auf Basis von granularem Aluminium kam bei den Tests auf eine Kohärenzzeit von bis zu 30 Mikrosekunden. Das ist die Zeit, in der sich ein Qubit in einem Zustand zwischen „0“ und „1“ befinden kann.

In diesen 30 Mikrosekunden ist es schon möglich, mehr als tausend logische Operationen durchzuführen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass granulares Aluminium eine neue Klasse von komplexen Qubit-Designs erschließen und dazu beitragen kann, die derzeitigen Grenzen der Quanteninformationsverarbeitung zu überwinden“, ließ uns der beteiligte Physiker Ioan Pop wissen.

Aktueller Stand

Schön wäre es ja, denn mein eher als „Schröchel“ zu bezeichnender, 5 Jahre alter PC schlägt heute noch den leistungsfähigsten Quantencomputer vom Marktführer, der US-Firma D-Wave, auf allen Feldern der Datenverarbeitung  um Längen!

Vielleicht ist das auch besser so, denn das Interesse der großen IT-Firmen für diese neue Rechnerarchitektur hat stark damit zu tun, das echt funktionsfähige Quantencomputer sehr starke Verschlüsselungen in Sekundenbruchteilen knacken könnten – und wer kann das schon wollen…

Über Klaus

Ich beschäftige mich schon seit 40 Jahren mit dem Internet. Meine Schwerpunkte sind Seitenerstellung, Programmierung, Analysen, Recherchen und Texte (auch Übersetzungen aus dem Englischen oder Niederländischen), Fotografie und ganz besonders die sozialen Aspekte der "Brave New World" oder in Merkel-Neusprech des "Neulands".
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