Wegbereitung für die Quanteninformatik
Durch Anwendung des Superpositionsprinzips der Quantenmechanik haben Quantencomputer das einzigartige Potenzial, Probleme aufzuklären, die seit jeher als unlösbar gelten. Die in interagierenden Qubits enthaltene Information wird dabei gespeichert und gleichzeitig manipuliert. Das verspricht eine noch nie dagewesene parallelverarbeitende Computerleistung für sowohl fortgeschrittene Simulationen als auch für unlösbare Code-Verschlüsselungssysteme. Auf der Suche nach einer grundsätzlich skalierbaren Quantencomputer-Architektur, zeigten Untersuchungen, die im Rahmen des SQUIBIT-Projekts durchgeführt wurden, dass supraleitende Nanoschaltkreise viel versprechende Kandidaten für Qubits von Informationen darstellen. Die Flexibilität ihrer Gestaltungsparameter kann letztendlich zu groß angelegten, hoch kontrollierbaren kohärenten Systemen führen - genauso wie die Erfindungen von Transistor und integriertem Schaltkreis Vorboten für die Entwicklung von herkömmlichen vernetzten Computern war. An der Chalmers University of Technology wurde ein künstliches zweistufiges System entwickelt, das eine Einzel-Cooperpaarbox in Verbindung mit einem extrem sensiblen Elektrometer enthält. Dieses wurde mit Hilfe von schnellen Gleichstromimpulsen in Superpositionsstatus gesetzt. Diese Schaltkreise liegen auf kleinen supraleitenden Inseln, die durch einen Josephson-Kontakt schwach an Ladungsspeicher gekoppelt sind. Daher wurde ihr Ladezustand mit einem im Hochfrequenz-Modus (RF-SET - Radio-Frequency-SET) arbeitenden Ein-Elektron-Transistor untersucht. Die Forscher konnten erfolgreich die zeitliche Entwicklung der quantenkohärenten Schwingungen beobachten sowie Dephasierung und Relaxationszeit messen. Es ist abzusehen, dass mit weiteren Verbesserungen der Messinstrumente auch eine bessere Kontrolle über die zeitliche Entwicklung des Superpositionsstatus einhergehen wird. Das könnte sehr gut einen weiteren Schritt in Richtung Realisierung eines funktionsfähigen Quantencomputers bedeuten.
