Wissenschaftler des Instituts für Physik der Universität Tartu haben einen Weg gefunden, einen neuen Typ von optischen Quantencomputern zu entwickeln. Den zentralen Platz in der Entdeckung nehmen Ionen von Seltenerdelementen ein, die bestimmte Eigenschaften haben und als Quantenbits fungieren können. Dies würde Quantencomputern eine ultraschnelle Rechengeschwindigkeit und eine bessere Zuverlässigkeit im Vergleich zu früheren Lösungen verleihen. Das berichtet Optics Communications.
Während in herkömmlichen Computern die Informationseinheiten ausführbare Zahlen oder Bits sind, sind die Maßeinheiten in Quantencomputern Quantenbits oder Qubits. In einem herkömmlichen Computer werden Informationen hauptsächlich elektrisch in Speicherzellen transportiert, die aus Feldeffekttransistoren bestehen, aber in einem Quantencomputer sind die Informationsträger je nach Computertyp viel kleinere Teilchen, wie Ionen, Photonen und Elektronen.
Informationen über Qubits können eine bestimmte Eigenschaft dieses Teilchens tragen (zum Beispiel den Spin eines Elektrons oder die Polarisation eines Photons), das zwei Zustände haben kann. Obwohl die Werte eines gewöhnlichen Bits gleich 0 oder 1 sind, sind in einem Quantenbit auch Zwischenversionen dieser Werte möglich. Der Zwischenzustand wird Superposition genannt. Diese Eigenschaft verleiht Quantencomputern die Fähigkeit, Probleme zu lösen.
Forscher am Institut für Physik der Universität Tartu haben bewiesen, dass Mikrokristalle, die auf der Grundlage gemischter optischer Kristallmatrizen aus Fluoriden, die mit Erbium, Praseodym und einigen anderen Ionen von Seltenerdelementen dotiert sind, synthetisiert wurden, als Qubits fungieren und ultraschnelles optisches Quantencomputing ermöglichen.
Obwohl ein wirklich funktionierender Quantencomputer noch weit entfernt ist, haben Forscher des Laserspektroskopielabors der Universität Tartu damit begonnen, einen Pilotprototyp eines Quantencomputers auf der Grundlage einer neuen Methode zu erstellen. Nach Angaben der Forscher stehen sie kurz vor der Präsentation der Arbeit der Hauptelemente eines neuen Typs von Quantencomputern.
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