Quanten-Supercomputer mittels Quanten-Teleportation realisiert
Forschende der University of Oxford haben ein entscheidendes Problem für die praktische Nutzung von Quantencomputern gelöst. Die Qubits lassen sich stets nur in begrenzter Anzahl zu einem größeren System zusammenschalten. Zu groß ist der Aufwand bei der Aufrechterhaltung ihres Zustands.
Im vorliegenden Fall handelt es sich um Ionen, die jeweils in optischen Fallen festgehalten werden. Hier werden also Laser benötigt. In anderen Fällen wird beispielsweise mit extremer Kühlung gearbeitet. Technisch ist es somit schwer vorstellbar, eine Million Qubit oder mehr auf begrenzten Raum zu koppeln.
Stattdessen scheint der Weg des geringsten Widerstands über ein Netzwerk zu führen. Zwei Module mit jeweils einer kleinen Anzahl an bestückten Ionenfallen wurden hierfür mit Lichtleitkabels verbunden. Wichtig ist dabei auch die Tatsache, dass Photonen und nicht elektrische Signal die Informationen übertragen.
So war es möglich, dass die räumlich getrennten Qubit dennoch eine Quantenverschränkung erfuhren. Und an dieser Stelle wird es für weniger involvierte Personen ein wenig magisch: Dank Quanten-Teleportation werden Informationen, in diesem Fall ein Logikgatter, unmittelbar übertragen und beide physisch getrennten System arbeiten wie ein einzelnes.
Laut der Forschenden wurde Quanten-Teleportation zwar bereits getestet und erfolgreich umgesetzt, aber noch nie, um damit tatsächlich einen Algorithmus auszuführen. Es gelang also maßgeblich zum ersten Mal, verteilt auf zwei Areale den Grover-Algorithmus auszuführen, den Klassiker, um die Funktionsfähigkeit der Quantenverschränkung zu prüfen. Somit könnte die Grundlage für zukünftige Netzwerke aus Quantencomputern oder absolut sichere Kommunikation geschaffen sein. Damit entspricht der Aufbau dem aktueller Supercomputer, die ebenfalls aus kleineren, gekoppelten Einheiten bestehen.
Laut Professor David Lucas, dem leitenden Wissenschaftler des Projekts, bleibt es jedoch die große Herausforderung, eine nennenswerte Anzahl an Qubits miteinander zu verschalten. Mit dieser Entdeckung könnte dieses Ziel jedoch in den kommenden Jahren einfacher erreicht werden.
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