Quantencomputer und Quantenteleportation: Quantenbits in der Ionenfalle Teil 2

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Abstract

40Ca-Ionen in Ionenfallen bieten als Quantenbits (Qubits) eine gute Basis für Quantencomputer. Sie können Zahlen binär kodieren. Zudem erlauben sie alle überlagerten Quantenzustände, die ein Quantencomputer braucht. Mit nur zwei Grundoperationen lassen sich alle Rechenoperationen ausführen. Eine dieser Operationen ist die Rotation eines Qubits, sie entspricht dem klassischen Inverter von 0 nach 1. Die andere Operation, das CNOT-Gatter, verknüpft zwei Qubits: Analog zur klassischen XOR-Operation schaltet es ein Qubit um, wenn das zweite den Wert 1 hat. Mit diesen Grundoperationen konnte kürzlich die Teleportation von Quanteninformation in Systemen mit drei Ionen demonstriert werden. 2005 gelang es, acht Ionen zu einem Quantenbyte zu verschränken. Im Prinzip sind damit alle Grundbausteine für den Quantencomputer vorhanden, der Weg zu seiner Realisation ist aber noch weit.

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