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Tempolimit auf dem Quanten-Highway

Ausbreitungsgeschwindigkeit von Quantensignalen

München, 26.01.2012

Quantencomputer, in denen Quantenteilchen die Aufgaben der klassischen Bits übernehmen, können im Prinzip eine vielfach höhere Rechenleistung erzielen als herkömmliche Rechner. Aber wie effizient und wie schnell können Quantencomputer wirklich werden? Wo werden ihre Grenzen liegen? Dies hängt kritisch davon ab, mit welcher Geschwindigkeit ein Quantensignal innerhalb eines Quantenprozessors übertragen werden kann. Die Ausbreitung solcher Quantensignale haben nun Physiker aus der Abteilung Quanten-Vielteilchensysteme am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) und der LMU in einem festkörperähnlichen System erstmals direkt beobachtet, in enger Zusammenarbeit mit theoretischen Physikern der Universität Genf. In einem streng geordneten Gitter aus einzelnen Rubidiumatomen erzeugten sie eine Quantenstörung – ein „verschränktes“ Paar aus einem doppelt besetzten und einem leeren Gitterplatz. Mithilfe mikroskopischer Verfahren verfolgten sie, wie dieses Signal von Gitterplatz zu Gitterplatz wandert. „Diese Messung gibt uns erstmals Auskunft darüber, wie ein ganz elementarer Prozess bei der Ausbreitung von Quantensignalen abläuft“, erklärt Professor Immanuel Bloch, der Leiter der Abteilung Quanten-Vielteilchensysteme.
(Nature online, 25. Januar 2012)

Publikation:

Marc Cheneau, Peter Barmettler, Dario Poletti, Manuel Endres, Peter Schauß, Takeshi Fukuhara, Christian Gross, Immanuel Bloch, Corinna Kollath and Stefan Kuhr
„Light-cone-like spreading of correlations in a quantum many-body system“
Nature, DOI:10.1038/nature10748

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Immanuel Bloch
Lehrstuhl für Quantenoptik, LMU München
Schellingstr. 4, 80799 München, und
Max-Planck-Institut für Quantenoptik
Hans-Kopfermann-Straße 1
85748 Garching b. München
Tel.: +49 89 / 32905 -138
E-Mail: immanuel.bloch@mpq.mpg.de

Prof. Dr. Stefan Kuhr
University of Strathclyde
Department of Physics
107 Rottenrow East
Glasgow G4 0NG, U.K.
Tel.: +44 141 / 548-3364
E-Mail: stefan.kuhr@strath.ac.uk

Dr. Marc Cheneau
Max-Planck-Institut für Quantenoptik
Hans-Kopfermann-Straße 1
85748 Garching b. München
Tel.: +49 89 / 32905 -631
E-Mail: marc.cheneau@mpq.mpg.de

Prof. Dr. Corinna Kollath
Département de Physique Théorique
Université de Genève
24, Quai Ernest Ansermet
1211 Genève, Switzerland
Tel.: +41 22 / 37 96 241
E-Mail: corinna.kollath@unige.ch

 

 

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