{"id":175813,"date":"2019-07-01T11:30:35","date_gmt":"2019-07-01T09:30:35","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=175813"},"modified":"2019-07-01T11:30:35","modified_gmt":"2019-07-01T09:30:35","slug":"physiker-entwickelten-eine-schnittstelle-fuer-quantencomputer","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/physiker-entwickelten-eine-schnittstelle-fuer-quantencomputer\/","title":{"rendered":"Physiker entwickelten eine Schnittstelle f\u00fcr Quantencomputer"},"content":{"rendered":"<p>Die Quantenphysik wird uns noch schnellere Rechner und eine abh\u00f6rsichere Kommunikation bringen. Bis zum Durchbruch sind aber noch eine Reihe von Problemen zu l\u00f6sen. Der Prototyp einer Quantenschnittstelle, der am <em>Institute for Science and Technology (IST) Austria<\/em> entwickelt wurde, bringt uns dem Quanteninternet einen Schritt n\u00e4her. Die \u00dcbertragung von Informationen von einem Quantencomputer zum anderen wird m\u00f6glich.<\/p>\n<p>Ein Problem des Quantencomputers ist, dass die Elektronik nur bei extrem niedrigen Temperaturen von wenigen tausendstel Grad \u00fcber dem absoluten Nullpunkt von -273.15 \u00b0C funktioniert. Steigt die Temperatur im Computer, werden alle Informationen zerst\u00f6rt. Der Grund daf\u00fcr liegt in der Supraleitung &#8211; einem makroskopischen Quantenzustand von Materialien, deren elektrischer Widerstand beim Unterschreiten der Sprungtemperatur abrupt auf Null f\u00e4llt. Im Fall des Quantencomputers sind dies Mikrowellenphotonen, die extrem empfindlich gegen\u00fcber Rauschen und Verlusten sind.<\/p>\n<p>Diese Temperaturempfindlichkeit macht es derzeit fast unm\u00f6glich, Informationen von einem Quantencomputer auf einen anderen zu \u00fcbertragen. Die Informationen m\u00fcssten eine Umgebung durchqueren, in deren hohen Temperaturen sie nicht bestehen k\u00f6nnten.<\/p>\n<h3>Herausforderung Quantenschnittstelle<\/h3>\n<p>Netzwerke von klassischen Computern werden meist \u00fcber optische Glasfaserleitungen verbunden, die sehr robust gegen St\u00f6rungen sind. Szenarien, diese erfolgreiche Technologie auch f\u00fcr Quantencomputer nutzen zu k\u00f6nnen, w\u00e4ren folgende:<\/p>\n<ul>\n<li>Eine Verbindung zu schaffen, welche die Mikrowellenphotonen des Quantencomputers in optische Informationstr\u00e4ger umwandeln kann;<\/li>\n<li>Ein Ger\u00e4t zu entwickeln, das verschr\u00e4nkte Mikrowellen und optische Felder als Grundlage f\u00fcr eine Quantenteleportation erzeugt;<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Mechanischer Oszillator<\/h3>\n<p>Beide Varianten versprechen eine Br\u00fccke zwischen dem optischen System auf Raumtemperatur und der kalten Quantenwelt, erkl\u00e4rt <a href=\"https:\/\/ist.ac.at\/de\/forschung\/physik-chemie\/fink-gruppe\/#Team\"><em>Shabir Barzanjeh<\/em><\/a>, Postdoc in der Gruppe von Professor <em>Johannes Fink<\/em> am <em>Institute of Science and Technology <\/em>(IST) <em>Austria. Er ist<\/em> Erstautor einer nun publizierten Studie, aus der ein mechanischer Oszillator hervorging, der als Schnittstelle zwischen den empfindlichen, kalten Quantencomputern und den Signalen in optischen Fasern dienen kann.<\/p>\n<h3>Prinzip der Verschr\u00e4nkung<\/h3>\n<p>Dabei nutzten die Forschenden die Verschr\u00e4nkung, eines der Grundprinzipien in der Quantenmechanik. Diese beschreibt eine Verbindung zwischen zwei Teilchen, in der eine Zustandsver\u00e4nderung des einen Teilchens zeitgleich zu einer korrespondierenden Ver\u00e4nderung des anderen Teilchens f\u00fchrt. Das Ph\u00e4nomen wird bereits in der Quanten-Kryptographie zur sicheren Verschl\u00fcsselung von Daten angewendet, eignet sich aber auch f\u00fcr eine Anwendung in der Mikrowellenstrahlung. <em>Barzanjeh<\/em>: \u201eStellen Sie sich eine Box mit zwei Ausg\u00e4ngen vor. Sind die Ausg\u00e4nge verschr\u00e4nkt, kann man die Strahlung, die aus dem einem austritt, durch Beobachten des anderen charakterisieren.\u201c<\/p>\n<blockquote><p>Physikern vom <em>IST Austria<\/em> ist es erstmals gelungen, eine verschr\u00e4nkte Strahlung mit einem mechanischen Objekt zu erzeugen. Das Ger\u00e4t k\u00f6nnte als Schnittstelle zwischen Quantencomputern dienen.<\/p><\/blockquote>\n<h3>Riese in der Quantenwelt<\/h3>\n<p>Verschr\u00e4nkte Strahlung konnte bereits zuvor erzeugt werden. Aber die Forschenden um Professor <em>Fink<\/em> verwendeten erstmals ein mechanisches Objekt. Der Siliziumbalken, den die Gruppe erzeugte, ma\u00df eine L\u00e4nge von drei\u00dfig Mikrometern und eine Gesamtzahl von etwa einer Billion(10^12) Atome. Das ist f\u00fcr die Quantenwelt riesig. Quanteneffekte sind am einfachsten auf atomarer Ebene zu nutzen. Ungleich schwieriger ist es, diese in gr\u00f6\u00dferem Ma\u00dfstab zu realisieren. <em>Barzanjeh<\/em>:<\/p>\n<blockquote><p>\u201eDie Frage, die wir uns gestellt haben, war: Kann man mit einem so gro\u00dfen System verschr\u00e4nkte Strahlung erzeugen? Jetzt wissen wir, die Antwort lautet: Ja.\u201c<\/p><\/blockquote>\n<h3>Weitere Anwendungen<\/h3>\n<p>Es gibt aber noch andere Einsatzm\u00f6glichkeiten f\u00fcr den mechanischen Oszillator. So k\u00f6nnte dieser auch die Leistung von Gravitationswellendetektoren verbessern. Das ist ein experimenteller Aufbau, mit dem geringe St\u00f6rungen der <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Raumzeit\">Raumzeit<\/a> (<a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Gravitationswelle\">Gravitationswellen<\/a>) gemessen werden, welche von <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Albert_Einstein\">Albert Einsteins<\/a> <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Allgemeine_Relativit%C3%A4tstheorie\">allgemeiner Relativit\u00e4tstheorie<\/a> vorhergesagt wurden.<\/p>\n<p>Professor <em>Fink<\/em> sieht noch allgemeinere Anwendungen f\u00fcr den mechanischen Oszillator: \u201eUnser Messprinzip k\u00f6nnte (&#8230;) in Zukunft dazu beitragen, die potenzielle Quantennatur anderer schwer untersuchbarer Systeme wie die lebender Organismen oder des Gravitationsfelds zu verifizieren beziehungsweise zu falsifizieren.\u201c<\/p>\n<h3>Integration von Quantentechnologie<\/h3>\n<p>Die Physiker um Professor <a href=\"https:\/\/ist.ac.at\/de\/forschung\/physik-chemie\/fink-gruppe\/\"><em>Johannes Fink<\/em><\/a> am <em>Institute of Science and Technology Austri<\/em>a arbeiten an der Entwicklung von Quantentechnologien f\u00fcr chipbasierte Ger\u00e4te im elektrischen, mechanischen und optischen Bereich. M\u00f6gliche Anwendungsgebiete sind Simulation, Kommunikation, Meteorologie und Sensorik.<\/p>\n<p><iframe loading=\"lazy\" title=\"Explaining Quantum Computing and Quantum interfaces\" width=\"1290\" height=\"726\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/ToqdpN92ttw?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<h3>Auch noch interessant:<\/h3>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/praezise-simulation-von-komplexen-quantenproblemen-in-greifbare-naehe-gerueckt\/\">Pr\u00e4zise Simulation von komplexen Quantenproblemen in greifbare N\u00e4he ger\u00fcckt<\/a><\/p>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/quantensensor-zur-messung-von-lichtteilchen\/\">Quantensensor zur Messung von Lichtteilchen<\/a><\/p>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/schrodingers-katze-lernt-fliegen\/\">Schr\u00f6dingers Katze lernt fliegen<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Quantenphysik wird uns noch schnellere Rechner und eine abh\u00f6rsichere Kommunikation bringen. Bis zum Durchbruch sind aber noch eine Reihe von Problemen zu l\u00f6sen. Der Prototyp einer Quantenschnittstelle, der am Institute for Science and Technology (IST) Austria entwickelt wurde, bringt uns dem Quanteninternet einen Schritt n\u00e4her. Die \u00dcbertragung von Informationen von einem Quantencomputer zum anderen [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1688,"featured_media":508719,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":"","footnotes":""},"categories":[25213],"tags":[36733],"location":[24328,28185],"article_type":[],"serie":[],"archives":[],"internal_archives":[],"reboot-archive":[],"class_list":["post-175813","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-nachhaltigkeit-de","tag-quantenschnittstelle","location-deutschland","location-oesterreich"],"blocksy_meta":[],"acf":{"subtitle":"","text_display_homepage":false},"author_meta":{"display_name":"Hildegard Suntinger","author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/hildegard-suntinger\/"},"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/IST-Austria-Philip-Krantz-Krantz-NanoArt.jpg","coauthors":[],"tax_additional":{"categories":{"linked":["<a href=\"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/category\/nachhaltigkeit-de\/\" class=\"advgb-post-tax-term\">Nachhaltigkeit<\/a>"],"unlinked":["<span class=\"advgb-post-tax-term\">Nachhaltigkeit<\/span>"]},"tags":{"linked":["<a href=\"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/category\/nachhaltigkeit-de\/\" class=\"advgb-post-tax-term\">Quantenschnittstelle<\/a>"],"unlinked":["<span class=\"advgb-post-tax-term\">Quantenschnittstelle<\/span>"]}},"comment_count":"0","relative_dates":{"created":"Posted 7 years ago","modified":"Updated 7 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on July 1, 2019","modified":"Updated on July 1, 2019"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on July 1, 2019 11:30 am","modified":"Updated on July 1, 2019 11:30 am"},"featured_img_caption":"","series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/175813","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1688"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=175813"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/175813\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/508719"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=175813"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=175813"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=175813"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=175813"},{"taxonomy":"article_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/article_type?post=175813"},{"taxonomy":"serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/serie?post=175813"},{"taxonomy":"archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/archives?post=175813"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=175813"},{"taxonomy":"reboot-archive","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/reboot-archive?post=175813"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}