Skip to main content

Superconducting Qubits : Quantum Computing with Josephson Junctions

Article Category

Article available in the folowing languages:

Supraleitende Qubits: Traum vom Quantencomputer wird wahr

Quantencomputer bearbeiten komplexe Gleichungen, um ungelöste Geheimnisse unseres Universums und unseres Klimas zu enthüllen und sogar genetische Analysen durchzuführen. Das Verständnis der Beziehung zwischen Quantum-Bits (Qubits) ist grundlegend wichtig, um das fantastische Potenzial der Informationsverarbeitung mittels Quanten wirklich vollständig ausnutzen zu können.

Digitale Wirtschaft

Herkömmliche Computer verarbeiten Informationen mit Bits, die eine 0 oder eine 1 repräsentieren. Qubits haben dagegen die einzigartige Fähigkeit, eine 0, eine 1 oder beides gleichzeitig darstellen zu können. Diese Eigenart bedeutet im Klartext, dass Qubits zeitgleich Daten speichern und verarbeiten können. Quantencomputer sind daher in der Lage, Aufgaben parallel in kürzerer Zeit und mit weniger Speicherplatz als herkömmliche Rechner zu lösen. Das bessere Verständnis der Beziehung zwischen den Qubits brachte die Forscher des EU-finanzierten SQUID-Projekts darauf, einen Detektor zu entwickeln, der die Spektroskopie und die Relaxationszeit eines Flux-Qubits misst. Ein Flux-Qubit ist eine mikrometergroße Schleife aus supraleitendem Metall, unterbrochen durch eine Anzahl von Josephson-Kontakten - d. h., zwei Supraleiter, die durch eine nicht-supraleitende Barriere getrennt sind. Die Erfassung basiert auf einer Josephson-Induktivität einer Gleichstrom-supraleitenden Quantum-Interferenz-Struktur - einem sogenannten DC-SQUID. Die Wissenschaftler erzielten eine Relaxationszeit von ungefähr 80 Mikrosekunden: ein außergewöhnliches Ergebnis unter den gegebenen Umständen. Normalerweise würde die Messung von Flux-Qubits unter diesen Bedingungen die zugrunde liegende Struktur beschädigen. Die SQUID-Forscher konnten jedoch eine zerstörungsfreie Methode zum Auslesen eines Dauerstrom-Flux-Qubits umsetzen. Der Detektor ermöglicht es den Forschern demnächst, einen besseren Einblick in die Beziehung zwischen Quantum-Messungen und Dekohärenz - der Lebensdauer eines Qubits - zu bekommen. Die in der Informationsverarbeitung angewandte Quantenphysik offenbart Eigenschaften und Möglichkeiten, von denen man bei herkömmlichen Computern nie zu träumen gewagt hätte. Die Wissenschaftler des SQUID-Projekts haben uns einen Schritt weiter in die richtige Richtung gebracht.

Entdecken Sie Artikel in demselben Anwendungsbereich