Physiker entwickeln einen neuen Quantencomputer, der eine ganze Reihe von Atomen nutzt

In letzter Zeit gab es viele Quantendurchbrüche, von denen jeder verspricht, der Schlüssel zur Technologie zu sein.

Im Mai 2022, ein Ein Team von Forschern der Deutschen Universität Innsbruck, der RWTH Aachen und des Forschungszentrums Jülich hat eine Methode vorgeschlagen, die zu einer Erhöhung führen könnte Fehlerfreie Quantencomputer. Das besteht aus eine Rechenoperation, die zwei logische Quantenbits beinhaltet und für jede Art von Aufgabe verwendet werden kann.

Dann, gerade vor vier Tagen, sWissenschaftler, die von der Simons Foundation finanziert wurden, stellten eine Materiephase her, die sich verhält, als ob sie in zwei Zeitdimensionen existierte, und berichteten, dass die in der seltsamen neuen Phase der Materie gespeicherten Informationen viel fehlersicherer sind als die Informationen, die derzeit mit den herkömmlichen Konfigurationen gespeichert werden in Quantencomputern verwendet.

Raus aus Nullen und Einsen

Heute hat ein Team der Universität Innsbruck, Österreich, einen Quantencomputer entwickelt Das geht über binäre Informationen – Nullen und Einsen – hinaus und erschließt zusätzliche Rechenressourcen, die lange in fast allen heutigen Quantengeräten verborgen waren, so eine am Donnerstag veröffentlichte Pressemitteilung der Institution.

„Die Bausteine ​​von Quantencomputern bestehen jedoch nicht nur aus Nullen und Einsen“, erklärt Martin Ringbauer, Experimentalphysiker aus Innsbruck, Österreich. „Die Beschränkung auf binäre Systeme hindert diese Geräte daran, ihr wahres Potenzial auszuschöpfen.“

Das Team entwickelte einen Quantencomputer, der beliebige Berechnungen mit sogenannten Quantenziffern (Qudits) durchführen kann, wodurch mehr Rechenleistung mit weniger Quantenteilchen freigesetzt wird.

Wie haben sie das gemacht?

Die Aussage beschreibt es wie folgt:

„Im Quantencomputer in Innsbruck, (…) werden Informationen in gefangenen einzelnen Kalziumatomen gespeichert. Jedes dieser Atome hat natürlicherweise acht verschiedene Zustände, von denen normalerweise nur zwei zur Speicherung von Informationen genutzt werden. Tatsächlich sind fast alle vorhandenen Quanten Computer haben Zugriff auf mehr Quantenzustände, als sie für Berechnungen verwenden.“

Nutzen Sie das volle Potenzial der Atome

Durch die Entwicklung eines Quantencomputers, der das volle Potenzial dieser Atome nutzen kann, haben Physiker einen überlegenen Computer geschaffen, der so viel mehr kann und dabei genauso zuverlässig ist wie seine konventionellen Gegenstücke. „Quantensysteme haben natürlich mehr als zwei Zustände, und wir haben gezeigt, dass wir sie alle gleichermaßen kontrollieren können“, sagt Thomas Monz, Teamleiter der neuen Studie.

Was diese Neuentwicklung noch vorteilhafter macht, ist, dass viele Aufgaben, die Quantencomputer erfordern, wie beispielsweise Probleme in Physik, Chemie oder Materialwissenschaften, auch natürlich in der Qudit-Sprache ausgedrückt werden.

„Das Arbeiten mit mehr als Nullen und Einsen ist sehr natürlich, nicht nur für den Quantencomputer, sondern auch für seine Anwendungen, wodurch wir das wahre Potenzial von Quantensystemen erschließen können“, erklärte Ringbauer.

Könnte dies die Entwicklung sein, die endlich so aussieht, als würde Quantencomputer sein wahres Potenzial erreichen?