Forschern ist ein Durchbruch in der Quanteninformatik gelungen. Das reinste Silizium der Welt soll dabei helfen, Quantencomputer alltagstauglich zu machen.
Forscher der Universität Manchester und der Universität Melbourne entwickelten kürzlich ein ultrareines Silizium, das entscheidend für die Entwicklung skalierbarer Quantencomputer sein könnte. Diese könnten künftig globale Herausforderungen wie den Klimawandel und Gesundheitsprobleme lösen. Dazu produzierte das Team das Silizium als Ausgangsstoff für den Bau leistungsstarker Qubit-Geräte.
Ein wesentlicher Durchbruch war dabei die Beseitigung von Silizium-29 und Silizium-30 Atomen aus natürlichem Silizium. Denn diese führten bisher zu teils hohen Informationsverlusten. Das reine Silizium bietet wiederum eine Basis für die Herstellung von Quantencomputern mit hoher Genauigkeit und Leistung.
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Reines Silizium als vielversprechendes Material für Quantencomputer
Eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung von Quantencomputern ist die Stabilität der Qubits, die sehr empfindlich auf Umgebungsveränderungen reagieren. Ein funktionierender Quantencomputer benötigt etwa eine Million Qubits, was mit heutigen klassischen Computern nicht machbar ist.
Silizium, das wir in heutigen Systemen als Halbleitermaterial zum Einsatz kommt, könnte die Lösung für skalierbare Quantencomputer sein. Durch das Entfernen der störenden Isotope konnte eine Reinheit erreicht werden, die es ermöglicht, Quantencomputer mit der Größe eines Stecknadelkopfes zu bauen.
Dafür kamen die gleichen Techniken, die zur Herstellung von elektronischen Chips eingesetzt werden zum Einsatz.
Computer der Zukunft helfen bei der Datenübertragung und in der Medizin
Die neue Technologie bietet einen Weg zu skalierbaren Quantencomputern mit bisher nicht dagewesener Leistung. Sie könnte signifikante Auswirkungen auf Technologien in verschiedenen Bereichen haben. Darunter fallen etwa Systeme mit Künstlicher Intelligenz, eine sichere Daten- und Kommunikationstechnologien sowie die Entwicklung von Impfstoffen und Medikamenten.
Im nächsten Schritt möchten die Forscher nachweisen, dass sie die Quantenkohärenz für viele Qubits gleichzeitig aufrechterhalten können. Die Forschung, die durch den UK Engineering and Physical Science Research Council (EPSRC) und andere Institutionen unterstützt wird, markiert damit einen entscheidenden Schritt in Richtung einer Zukunft, in der Quantencomputer alltäglich sein könnten.
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