Neutralatome gewinnen in den letzten fünf Jahren an Bedeutung bei der Entwicklung von Quantencomputern. Erfahren Sie, wie sie neue Arten von Qubits mit langen Kohärenzzeiten ermöglichen und als hochpräzise Atomuhren dienen.
In den vergangenen fünf Jahren sind Neutralatome zu einer ernstzunehmenden Alternative bei der Entwicklung von Quantencomputern geworden. Diese bahnbrechenden Maschinen sollen die Gesetze der Quantenphysik nutzen, um bestimmte komplexe Rechenprobleme weitaus effizienter zu lösen als herkömmliche Computer.
In einem Quantenprozessor auf Basis von Neutralatomen werden Atome in extremen Hochvakuum durch sogenannte optische Pinzetten, enge Laserstrahlbündel, in Schwebe gehalten. Forscher haben bereits Arrays aus über 100 Alkaliatomen erstellt und erfolgreiche Quantenalgorithmen für kleinere Arrays entwickelt. Derzeit untersucht man neue Möglichkeiten zur Quanteninformationsverarbeitung und -messung in Arrays aus Atomen mit zwei Valenzelektronen, wie beispielsweise Alkalimetallen oder Ytterbium.
Diese Arrays aus Alkalimetallen zeigen vielversprechende Ergebnisse sowohl für Quantencomputing als auch für präzise Zeitmessung – sie können neue Arten von Qubits mit langen Kohärenzzeiten kodieren und fungieren gleichzeitig als hochpräzise Atomuhren. Zukünftig könnten sie Forschern dabei helfen, Protokolle für fehlertolerante Quantenfehlerkorrektur zu implementieren und Quantenverschränkung im großen Stil für noch genauere Atomuhren zu nutzen.
