Quantencomputer, in denen Quantenteilchen die Aufgaben der klassischen Bits übernehmen, können im Prinzip eine vielfach höhere Rechenleistung erzielen als herkömmliche Rechner. Aber wie effizient können Quantencomputer wirklich werden? Dies hängt kritisch davon ab, mit welcher Geschwindigkeit ein Quantensignal innerhalb eines Quantenprozessors übertragen werden kann. 

Die Ausbreitung solcher Quantensignale in einem festkörperähnlichen System haben nun das NIM-Mitglied Professor Immanuel Bloch vom Max-Plank-Institut für Quantenoptik und Kollegen von der LMU München und der Universität Genf erstmals direkt beobachte. In einem streng geordneten Gitter aus einzelnen Rubidiumatomen erzeugten sie eine Quantenstörung – ein „verschränktes“ Paar aus einem doppelt besetzten und einem leeren Gitterplatz. Mithilfe mikroskopischer Verfahren verfolgten sie, wie dieses Signal von Gitterplatz zu Gitterplatz wandert. 

„Diese Messung gibt uns erstmals Auskunft darüber, wie ein ganz elementarer Prozess bei der Ausbreitung von Quantensignalen abläuft“, erklärt Professor Immanuel Bloch, der Leiter der Abteilung Quanten-Vielteilchensysteme. (Nature online, 25. Januar 2012) 

Publikation:

Marc Cheneau, Peter Barmettler, Dario Poletti, Manuel Endres, Peter Schauß, Takeshi Fukuhara, Christian Gross, Immanuel Bloch, Corinna Kollath and Stefan Kuhr
Light-cone-like spreading of correlations in a quantum many-body system
Nature, DOI:10.1038/nature10748

Ansprechpartner: 

Prof. Dr. Immanuel Bloch
Lehrstuhl für Quantenoptik, LMU München 
Schellingstr. 4, 80799 München, und
Max-Planck-Institut für Quantenoptik
Hans-Kopfermann-Straße 1
85748 Garching b. München
Tel.: +49 89 / 32905 -138
E-Mail: immanuel.bloch@mpq.mpg.de