Quantenprozessor
Infineon-Chip als Rechenwerk für Ionenfallen-Qubits
Ist das der Prozessor für den Quantencomputer der Zukunft? Infineon testet Quantenberechnungen auf einem Chip mit zweidimensionalem Ionenfallen-Gitter. Diese Plattform kann Computer mit Hunderten Qubits und immensen Rechenleistungen ermöglichen
In Zusammenarbeit mit Infineon haben Experimentalphysiker der Universität Innsbruck einen neuartigen Ionenfallen-Quantenprozessor-Chip entwickelt. In ersten Versuchen gelang es ihnen bereits, darauf erzeugte Qubits optisch zu manipulieren und sogar mehrere Qubits in parallelen Ketten über den Chip zu verschieben. In etwa zehn Jahren soll die Chiptechnik helfen, den Ansatz auf Hunderte optische Qubits auszuweiten und so vielleicht die Konkurrenztechnik supraleitender Qubits, wie sie etwa IBM und Google entwickeln, auszustechen.
Mittels elektromagnetischer Felder fängt das Team um Professor Rainer Blatt Calciumionen auf dem Chip. 40Ca+-Ionen können Physiker über schmalbandiges Laserlicht optisch manipulieren und in zweierlei Quantenzustände versetzen; sie erschaffen sich damit sogenannte optische Qubits. Qubits können nicht nur einen, sondern auch zwei sich gegenseitig widersprechende Quantenzustände zur selben Zeit tragen, die sogenannte Superposition. Damit sind Quantenberechnungen möglich, die mehrere Ergebnisse zugleich zwischenspeichern. Bei einer abschließenden Messung nimmt jedes Qubit mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit genau einen der beiden Quantenzustände ein.