Quantenbits mit magnetischem Lichtfeld gekoppelt

Quantenbits lassen sich mit dem elektromagnetischen Feld von Licht koppeln, wie Physiker der Princeton University Zusammenarbeit mit Kollegen der Universität Konstanz und des Joint Quantum Institute herausgefunden haben. [...]

Das Verfahren, das die Physiker der Princeton University in Zusammenarbeit mit Kollegen der Universität Konstanz und des Joint Quantum Institute herausgefunden haben, schafft nicht nur die Übertragung von Informationen zwischen Quantenbits, die nicht direkt nebeneinander liegen, sondern könnte auch ein störungsfreieres Auslesen der hochempfindlichen Quantenzustände ermöglichen.

„Verlassen damit 2D-Landschaft“

Die Forscher haben zunächst Quantenbits aus Silizium erzeugt, indem sie einzelne Elektronen separierten und in Siliziumkammern einschlossen. Der Drehimpuls des Elektrons, ein Spin, dient dabei als Speichermedium der Quanteninformation. Mittels eines Magnetfeldes gelang es dann, die Quanteninformation des Elektronenspins auf Licht (Photonen) zu übertragen. Licht besteht aus oszillierenden elektrischen und magnetischen Feldern. Die Forscher haben das elektromagnetische Feld des Lichts mit dem Drehimpuls des Elektrons gekoppelt, wodurch das Elektron seine Quanteninformation an das Licht weitergibt.

Laut den Forschern öffnet das neue Verfahren die Möglichkeit, Quanteninformationen per Licht auf andere Quantenbits zu übertragen. Die Kopplung von Quantenbits, die nicht direkt benachbart sind und weiter als nur wenige Nanometer auseinanderliegen, war bis zuletzt eine der großen Herausforderungen der Quantencomputer-Entwicklung. „Wir verlassen damit eine zweidimensionale Landschaft, in der nur direkte Nachbarn zueinander in Kontakt stehen können, und betreten eine Welt, in der jeder mit jedem verbunden ist. Das gibt uns Flexibilität für die Anordnung der Bausteine des Quantencomputers“, sagt Jason Petta aus Princeton.