Auf dem Weg zum Quantencomputer

Forscher der Universität Basel und des MIT (Massachusetts Institute of Technology) ist es gelungen, den Spin eines Elektrons für eine ganze Sekunde stabil zu halten – ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum Quantencomputer der Zukunft, so die Forscher.

Bisher ist alles noch rein hypothetisch: Quantencomputer, die mithilfe von Elektronenspin-Speichern komplizierte Rechenprozesse in kürzester Zeit durchführen. Doch die Forscher des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel und des MIT sind mit den aktuellen Forschungsergebnissen diesem Ziel ein Stück näher gekommen.

Bei ihrem Versuch isolierten die Physiker ein einzelnes Elektron in einer durch Nanostrukturen erzeugten Falle, bei einer sehr tiefen Temperatur von einem Zehntel Grad Celsius über dem absoluten Nullpunkt. Zusätzlich setzten sie das Elektron starken Magnetfeldern aus, wie sie auch bei Magnetresonanztomographen verwendet werden.

Das Grundprinzip des Quantencomputers ist, sich quantenphysikalische Zustände des Elektrons zur Datenspeicherung zunutze zu machen. Im Falle der Forschergruppe in Basel ist das der Elektronenspin, d. h. der magnetische Zustand eines einzelnen Elektrons. Seine unterschiedlichen Zustände sollen einmal als Quanten-Bits, sogenannte Qubits, die Grundlage des Quantencomputers bilden.