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Quanten-Computing

Forscher übertragen erstmals Qutrit statt Qubit

von - 19.08.2019
Quante-Computing
Foto: agsandrew / shutterstock.com
Forschern ist es erstmals gelungen, die Eigenschaften eines dreidimensionalen Teilchens auf ein anderes zu teleportieren. Dieser Erfolg bezeichnet einen bedeutenden Meilenstein im Bereich Quanten-Computing.
Forscherteams aus Österreich und China ist es gelungen, ein Quantentrit zu teleportieren. Damit wird das Quanten-Computing auf eine neue Ebene gehievt.
Während bei einem Qubit zwei unterschiedliche Zustände (0 und 1) erreicht werden, geht das Qutrit  einen Schritt weiter und beinhalten noch einen dritten Zustand - also 0, 1 und 2. Quantenphysiker haben es sich zur Aufgabe gemacht, das herkömmliche Schema eines eindeutigen Zustandes wie "an" und "aus" oder eben 1 und 0 aufzubrechen. Berechnungen könnten damit nicht nur schneller, sondern auch um ein Vielfaches präziser gestaltet werden. Die jeweiligen Zustände sind auf Photonen und Atomen gespeichert. Die Herausforderung beim Quanten-Computing besteht nun darin, den Zustand eines dieser Teilchen auf ein anderes zu übertragen.
Im Falle des österreichischen Forschungsteams wurden die Informationen auf Lichtteilchen gespeichert. Die drei Dimensionen beschrieben den aktuellen Aufenthaltsort dieser Teilchen, schreibt das Portal sience.orf.at. Weiter heißt es, dass die Physiker die Teilchen so präpariert hätten, dass sie durch drei unterschiedliche Glasfaserkabeln gewandert sind, zugleich jedoch eine Einheit gebildet hätten.

Ähnlichkeit mit Beamen

Das Spektakuläre an den Erfolgen der Forscher ist nun, dass sie die Quanteneigenschaften auf ein rund zwei Meter entferntes anders Lichtteilchen übertragen konnten. "Teleportieren" nenne die Experten diese Methode. science.orf.at vergleicht diesen Vorgang mit dem "Beamen" aus der Sciens-Fiction-TV-Serie Star Trek. Der Unterschied bestehe allerdings darin, dass beim Beamen Objekte und Personen tatsächlich von einem Ort zum anderen transportiert werden. Beim Teleportieren im Quanten-Computing hingegen bleiben die Teilchen an ihrem ursprünglichen Platz, übertragen jedoch ihre Dimensionseigenschaften auf andere.
Während die Übertragung von Qubits mittels Satellit über eine kilometerlange Strecke bereits seit einigen Jahren erfolgreich durchgeführt wird, ist die Teleportierung von drei Quanteneigenschaften ein Durchbruch in der Forschung. Wie die Experten dem ORF mitteilten, sei nicht nur eine dreidimensionale Übertragung möglich. Auch die Übermittlung von vier, fünf, zehn und mehr Zuständen könne bald schon erreicht werden. Manuel Erhard, Chef des österreichischen Teams teilte dem Portal mit, er könne sich auch gut vorstellen, dass man auf Tausende Dimensionen kommen kann. Dafür würden sich etwa Wasserstoffatome anbieten, da sie noch deutlich mehr Freiheitsgrade als Photonen besitzen.
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