Eine Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik in Garching berichtet über die Leistung einer Gruppe von Physikern, die ein Dutzend Photonen effizient verschränkt haben . Laut Philip Thomas ist dies die größte jemals in einem Labor erzeugte Anzahl.
Die Forscher nutzten eine neuartige Technik, die die Entwicklung leistungsstärkerer und robusterer Quantencomputer in naher Zukunft ermöglichen wird. Sie wird auch zur sicheren Datenübertragung beitragen. Zuvor hatten Wissenschaftler ähnliche Tests mit dem Gas durchgeführt, es konnte jedoch nicht für Rechenzwecke eingesetzt werden.
Wissenschaftlern gelingt es, 14 Photonen gleichzeitig zu verschränken.
Die Forscher wollten eine ähnliche Bindung wie die mit Gasatomen herstellen. Dazu platzierten sie ein Rubidiumatom in einem optischen Resonator und beschossen es mit Lichtteilchen, die von elektromagnetischen Wellen reflektiert wurden. Bei wiederholtem Auftreffen des Lasers auf das Atom verschränkte sich das Photon mit diesem.
#Technologierekord für Quantenverschränkung mit der bisher größten Photonengruppe aufgestellt https://t.co/bZtSWECGNh pic.twitter.com/wNC1PadXkt
— Berlin Gonzalez (@berlingonzalezs) 30. August 2022
Der Schlüssel zum erfolgreichen Verflechten aller Teile lag in der Wiederholung des Vorgangs. Durch die bestehende Rotation bildete sich schließlich die Kette. Die Experten kamen zu dem Schluss, dass dies das effizienteste Verfahren ist, das sie bisher entwickelt haben , mit einer Erkennungsrate von 43 %.
Ein weiterer Absatz in der Pressemitteilung erklärt die Funktionsweise. Bei jedem Laserimpuls wird ein einzelnes Photon erzeugt, dem eine spezifische Funktion zugewiesen werden kann . Dies könnte dazu beitragen, Berechnungen im Quantencomputing effizienter zu gestalten.
Quantenverschränkung ist ein Teilgebiet der Quantenmechanik. Die Theorie erklärt die Verbindung zwischen mehreren Objekten, unabhängig davon, ob sie sich in verschiedenen Dimensionen befinden. Das bedeutet: Befindet sich ein Teilchen auf der Erde und ein anderes am anderen Ende des Universums, bewegen sie sich in dieselbe Richtung. So wird Teleportation ermöglicht – durch die Gravitationskraft zwischen den beiden.
Der Ausdruck wurde 1935 von dem österreichischen Physiker Erwin Schrödinger geprägt. Etwa zur gleichen Zeit bezeichnete Albert Einstein die Theorie als unvollständig und fehlerhaft und überarbeitungsbedürftig, da sie dem allgemein anerkannten Konzept des Universums widersprach. Später wurde jedoch bewiesen, dass diese Beobachtungen tatsächlich in der Natur vorkommen.
Ein wichtiger Fortschritt für Quantencomputing und Quantenkommunikation
Quantencomputer sind in der Lage, zahlreiche mathematische Operationen gleichzeitig durchzuführen – eine Aufgabe, die für herkömmliche Computer kompliziert oder gar unmöglich ist. Für einen effizienten Betrieb müssen jedoch alle verschränkten Teilchen synchron arbeiten.
Dank der von diesen Forschern entdeckten Wirkungsweise können die Lichtfragmente dazu beitragen, dass Qubits besser funktionieren, da sie leicht zu manipulieren sind.
Sie behaupten, die Photonenkette stamme von einem einzigen Atom, da jeder Impuls Teilchen mit spezifischen Eigenschaften erzeugt; eine Gruppierung sei unmöglich. Gleichzeitig stellt sie einen Fortschritt im Bereich der Kommunikation dar, da das Abfangen von Daten, die über Glasfasern übertragen werden, erschwert wird. Die Informationen werden miteinander verflochten, wodurch Datenverluste minimiert werden.
Die Quantenwelt expandiert stetig. Schätzungsweise existieren rund 200 Patente für die Entwicklung leistungsstarker Computer, die in der Lage sind, massive Algorithmen, Kommunikation, Netzwerke, Anwendungen, Chipdesign, Messungen, Verschlüsselung, Sicherheit und Steuerung zu bewältigen. All dies deutet darauf hin, dass der Zugriff jederzeit und überall einfacher wird.
Letzte Woche stellte der chinesische multinationale Konzern Baidu seinen ersten Quantencomputer vor . Der Computer mit dem Namen Qian Shi kann Software und Hardware plattformübergreifend integrieren. Zu seinen herausragendsten Merkmalen zählen seine Fähigkeiten im Bereich der künstlichen Intelligenz, die Fortschritte in Bereichen wie der Computerbiologie und der Finanztechnologie ermöglichen werden.
Aktuell wird in einem der Forschungsfelder, das die größte Begeisterung ausgelöst hat und in das Milliarden von Euro investiert wurden, weiter geforscht. Doch wir müssen noch abwarten, um zu erfahren, welchen Nutzen und Beitrag dies tatsächlich für die Menschheit bringen wird.
