Anzeige
1 Monat GRATIS testen, danach für nur 9,90€/Monat!
Startseite »

In "Quantenschacht" gefangene Elektronen ermöglichen Quantencomputer bei Raumtemperatur

Astronomie|Physik Technik|Digitales

In "Quantenschacht" gefangene Elektronen ermöglichen Quantencomputer bei Raumtemperatur
Eine große Schwierigkeit bei vielen Ideen zur Realisierung von Quantencomputern ist, dass die Quantenzustände, die man zur Informationsspeicherung und -verarbeitung benötigt, nur bei Temperaturen von minus 273 Grad Celsius existieren. Physikern der Universität von Kalifornien in Santa Barbara ist es jetzt gelungen, die Quantenzustände der Spins von Elektronen in einem Halbleitermaterial durch Anlegen einer elektrischen Spannung bei Raumtemperatur gezielt zu manipulieren. Sie berichten darüber im Fachmagazin Nature (Bd. 414, S. 619).

Das von dem Team um David Awschalom verwandte Halbleitermaterial bestand aus Aluminium (Al), Gallium (Ga) und Arsen (As). Es war so aufgebaut, dass sich zwischen zwei „Mauern“ mit konstanter AlGaAs-Konzentration ein „Quantenschacht“ befand, in dem sich die Aluminiumkonzentration stetig änderte.

Durch die Veränderung einer an diesen Halbleiter angelegten elektrischen Spannung konnten die Forscher ein im Quantenschacht gefangenes Elektron über das Al-Konzentrationsgefälle hin und herbewegen. Weil sich mit der Al-Konzentrationsänderung aber gleichzeitig auch der so genannte g-Faktor ? ein indirektes Maß für das magnetische Moment ? ändert, wurde mit der Verschiebung des Elektrons auch sein Spin gezielt manipuliert.

Als untere Grenze für die Zeitspanne, während der mit dieser Technik die für Quantencomputer notwendige Kohärenz der Spinquantenzustände aufrecht erhalten werden kann, geben die Physiker 40 Billionstel Sekunden an. Sie glauben, dass dies zur Durchführung einiger schneller Rechenoperationen bereits ausreichend ist.

Axel Tillemans
Anzeige
Anzeige

Wissenschaftsjournalist Tim Schröder im Gespräch mit Forscherinnen und Forschern zu Fragen, die uns bewegen:

  • Wie kann die Wissenschaft helfen, die Herausforderungen unserer Zeit zu meistern?
  • Was werden die nächsten großen Innovationen?
  • Was gibt es auf der Erde und im Universum noch zu entdecken?

Hören Sie hier die aktuelle Episode:

Dossiers
Aktueller Buchtipp

Sonderpublikation in Zusammenarbeit  mit der Baden-Württemberg Stiftung
Jetzt ist morgen
Wie Forscher aus dem Südwesten die digitale Zukunft gestalten

Wissenschaftslexikon

epi|zo|isch  〈Adj.; Biol.〉 durch Tiere verbreitet (Bakterien, Samen) [<grch. epi … mehr

Lü|ning  〈m. 1; Zool.〉 Sperling; Sy Lünk … mehr

Stern|anis  〈m. 1; Bot.〉 Angehöriger einer in Asien u. Amerika verbreiteten Gattung der Magnoliengewächse, deren sternförmige Früchte als Gewürz u. zur Herstellung von Likör verwendet werden

» im Lexikon stöbern
Anzeige
Anzeige
Anzeige