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Auf der Suche nach stabilen Super-Codeknackern

In einem mit Licht erzeugten Gitter gasförmiger Rubidiumatome breiten sich verschränkte Paare doppelt besetzter und leerer Gitterplätze aus. verschränkungseffekte könnten auch für die Konstruktion neuer Quantencomputer genutz werden. Visualisierung: Woogie-Works-Animation-Studio, MPG

In einem mit Licht erzeugten Gitter gasförmiger Rubidiumatome breiten sich verschränkte Paare doppelt besetzter und leerer Gitterplätze aus. verschränkungseffekte könnten auch für die Konstruktion neuer Quantencomputer genutz werden. Visualisierung: Woogie-Works-Animation-Studio, MPG

Physiker und Mathematiker diskutieren in Dresden über seltsame Phasenübergänge

Dresden, 16. Juli 2014: Quantencomputer gelten als großer Hoffnungsträger für Beschützer wie Enthüller von Geheimnissen, sollen sie doch – wenn in Zukunft wirklich verfügbar – die ultimativen Code-Knacker wie auch Verschlüssler sein. Denn durch die für unsere Alltagserfahrung absurd anmutenden Effekte der Quantenwelt können sie sehr viele Kombinationen auf einmal „ausprobieren“, könnten damit auch zu den ultimativen Code-Knackern werden. Das „kleine“ Problem: Bisher funktionieren sie nur unter Laborbedingungen, denn bisherige Konstruktionsansätze sind extrem anfällig gegen kleinste Störungen. Selbst eine winzige Magnet-Anomalie, eine Sonneneruption oder „falsche“ Temperaturen lassen die Quantenrechner zusammenbrechen.

80 Forscher debattieren im Planck-Physikinstitut

Rund 80 Physiker und Mathematiker aus dem In- und Ausland wollen daher in der kommenden Woche in Dresden eine neue Konstruktionsmethode für weit weniger anfällige Quantencomputer diskutieren. Auf Einladung des Dresdner „Max-Planck-Instituts für Physik komplexer Systeme“ diskutieren sie vom 21. bis zum 25. Juli im internationalen Workshop „Topologie und Verschränkung in korrelierten Quantensystemen“ ein paar noch wenig erforschte quantenphysikalische Effekte, die dabei helfen könnten.

Teilchen bilden verschränkte Verbünde

Im Fokus stehen dabei Phasenübergänge, die man zum Beispiel mit Aggregatszustands-Änderungen unserer Alltagswelt vergleichen kann – wenn zum Beispiel Wasser zu Eis gefriert, ist auch dies ein Phasenübergang. Die erwähnten „toplogischen Phasenübergänge“ in der Quantenwelt allerdings sind schwerer zu veranschaulichen: Da tun sich mehrere Elementarteilchen zu verschränkten Verbünden zusammen, die selbst über recht große Entfernungen voneinander zu „wissen“ scheinen. Dabei treten ganz neue Effekte auf, die Workshop-Mitorganisator Dr. Frank Pollmann mit dem Autoverkehr vergleicht: „Ein einzelnes Auto zum Beispiel kennt das Phänomen ,Stau’ nicht. Das taucht erst auf, wenn mehrere Autos im Spiel sind“, sagte er.

Er und seine Kollegen hoffen nun, diese „nichtlokalen“ Effekte einsetzen zu können, um letztlich stabilere Quantencomputer zu entwerfen. Denn, um beim Auto-Vergleich zu bleiben: Ein einzelner Nagel kann problemlos ein einzelnes Kfz lahmlegen, aber nur schwerlich alle Wagenkolonnen auf einer Autobahn. Autor: Heiko Weckbrodt

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