Neues zur Quantentheorie

Geschrieben von WGS am 01. Juni 2001 19:08:32:

Physiker der Universität Innsbruck wollen logische
Operationen in Quantencomputern ausführen, indem sie
geometrische "Wanderungen" in den Tälern und Bergen
der Energieniveaus von Atomen durchführen. Wie das
mit Hilfe von Lasern funktionieren soll, beschreiben sie
im Fachmagazin Science.

Jede Art von Rechnung lässt sich mit Hilfe von grundlegenden
logischen Operationen wie beispielsweise "Und", "Oder" oder
"Nicht" durchführen. Lu-Ming Duan und seine Kollegen
schlagen vor, diese Operationen durch geometrische
Transformationen zu ersetzen. Solch eine Transformation kann
beispielsweise eine einfache Wanderung sein.

Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich auf einem
Rundwanderweg. Sie folgen dem Weg in einer Richtung und
rechnen damit, ihren Ausgangspunkt einige Zeit später wieder
zu erreichen, dann natürlich aus der anderen Richtung. Auf
dem Weg gibt es einige Verzweigungen und Abbiegungen und
Sie verlieren etwas den Überblick.

Doch irgendwann gelangen Sie wieder zum Ausgangspunkt
zurück. Aber zu Ihrer Überraschung kommen Sie aus der
gleichen Richtung, in die Sie gegangen sind. Durch die
Wanderung haben Sie Ihren "inneren Zustand" um 180 Grad
gewendet und damit auf geometrische Weise eine
Nicht-Operation durchgeführt.

Die Transformation, die die Innsbrucker Physiker vorschlagen,
soll in den Energieniveaus von Atomkernen stattfinden. Durch
das Ein- und Ausschalten von Lasern mit verschiedenen
Frequenzen, soll eine in diesen Niveaus gespeicherte
Informationseinheit "auf Wanderung" geschickt werden und
dadurch die Nicht-Operation ausführen. Für die Und- und
Oder-Operationen bräuchte man zwei Atomkerne, die
miteinander im Wechsel wirken.

Zwei Vorteile erhoffen sich die Physiker von ihrer Methode:
Zum einen sind Rechnungen flexibler durchführbar, weil man
immer sehr viele "Wanderwege" zur Auswahl hat. Zum anderen
erwarten die Forscher eine Reduzierung der Fehleranfälligkeit
gegenüber bisherigen Experimenten mit Quantencomputern.

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Axel Tillemans