Mehrere Quantencomputer wurden bereits gebaut. Sie haben einige Berechnungen durchgeführt und sollen bereits einige faszinierende Ergebnisse geliefert haben.
Auch wenn kritische Stimmen laut werden, die den praktischen Nutzen von Quantencomputern leugnen oder zumindest den Zeit- und Ressourcenaufwand für ihre Erforschung in Frage stellen, ist die Theorie vielversprechend.
Ein paar hundert Qubits würden ausreichen, um moderne Prozessoren mit Milliarden von Transistoren zu übertreffen. Dies ist auf Quantenverschränkungen zurückzuführen, die sich zwischen Qubits bilden. Diese höheren Ebenen von zwei, drei oder mehr Qubits steigern die Leistung, ähnlich wie miteinander verbundene Neuronen im menschlichen Gehirn.
Diese auf Quantenverschränkungen basierenden Informationen lassen sich jedoch kaum extrahieren, geschweige denn speichern oder übertragen, was letztlich auf dasselbe hinausläuft. Photonen interagieren auch miteinander.
Das bedeutet, dass zwei Photonen in einem Paket mehr Informationen enthalten als zwei Photonen, die einzeln aufgenommen und addiert werden. Mehr als die Summe der einzelnen Teile, wenn man so will.
Dieser komplexe Vorgang der Übertragung und Speicherung von Photonen wurde im Rahmen einer Zusammenarbeit mehrerer europäischer Universitäten durchgeführt, darunter zwei britische und zwei deutsche Universitäten in London, Southampton, Stuttgart und Würzburg.
Forscher haben erfolgreich Sender und Empfänger aus verschränkten Quantenteilchen konstruiert. Vor allem die Übertragung und die anschließende Speicherung bereiten bisher große Probleme. Die Studie spiegelt fast fünf Jahre Forschung wider.
Die Entwicklung eines neuen Systems war notwendig, da bestehende Übertragungen auf ein möglichst breites Lichtspektrum angewiesen sind, damit die Photonen nicht stören. Aber genau das muss mit dem verschränkten Quantennetzwerk passieren.
Die Lösung ist ein „Quantenpunkt“, ein Paket nicht verschränkter Photonen, das ein Quantenspeichersystem passiert. Zur Speicherung der Photonen und der von ihnen aufgezeichneten Informationen dient ein Schaltkreis aus Rubidiumatomen.
So komplex diese Konstruktion auch ist, für die Übertragung der Photonen selbst eignen sich Glasfaserkabel, wie sie in vielen Internetverbindungen zum Einsatz kommen. Mit einer Wellenlänge von knapp 1.500 Nanometern, außerhalb des sichtbaren Bereichs, liegen Quantenpunkte im Standardfrequenzband.
Sie würden es zumindest ermöglichen, Quantennetzwerke zu schaffen, auch wenn ihr Speichererfolg derzeit auf wenige Momente beschränkt ist, ganz zu schweigen von dem damit verbundenen allgemeinen Aufwand.
