Qubits aus Ionen

Quantencomputer versprechen, Probleme zu lösen, die sich mit klassischen Computern nicht lösen lassen. Doch wie baut man einen funktionsfähigen Quantencomputer, der dieses Versprechen halten kann? Mit dieser Frage beschäftigen sich Forschende weltweit und nutzen dabei verschiedene Ansätze. Ferdinand Schmidt-Kaler von der Universität Mainz, mit dem wir für diese Folge unseres Podcasts gesprochen haben, nutzt dafür Ionen, also elektrisch geladene Atome.

Ferdinand Schmidt-Kaler

Die Quantenphysik bietet im Vergleich zur klassischen Physik einige interessante Eigenheiten: Quantenobjekte wie Atome und Ionen können beispielsweise quantenmechanisch überlagert sein. Ein Quantenteilchen kann sich dadurch – bis es gemessen wird – in mehreren Zuständen gleichzeitig befinden. Quantencomputer nutzen genau diese Überlagerung zum Rechnen. Die Informationen werden dabei in sogenannten Quantenbits – kurz Qubits – gespeichert und verarbeitet.

Ferdinand Schmidt-Kaler: „Qubits haben die Zustände Null und Eins, aber sie können sich auch in einer Überlagerung von Null und Eins befinden. Das heißt, dass in einem Qubit sehr viel mehr Information gespeichert werden kann als in einem klassischen Bit.“

In den 1990er-Jahren wurden die ersten Algorithmen entwickelt, die auf einem Quantencomputer laufen könnten. Mehr dazu in der 388. Folge.