Quantencomputer: Wie sich Verschränkung für die Informationsverarbeitung nutzen läßt

Abstract

Die Quantenmechanik eröffnet faszinierende Perspektiven für die Kommunikation und die Informationsverarbeitung. Auf einen universell programmierbaren Quantenrechner wird man zwar noch längere Zeit warten müssen. Doch die beachtlichen Fortschritte in einigen Labors lassen elementare Quantenprozessoren realistisch erscheinen, die in einigen Jahren mit einer Anzahl von etwa zehn Quantenbits und einer Fehlerrate im Prozentbereich arbeiten könnten. Auch wenn man damit noch keine beeindruckenden Rechnungen durchführen kann, lassen sich solche Prozessoren für wichtige Aufgaben in der Quantenkommunikation einsetzen. Für ihre Vernetzung spielen die Teleportation und der “Quantenrepeater” eine zentrale Rolle.

Festkörperphysik: Mesoskopische Supraleitung: Ultrakleine Strukturen aus Supraleitern und Normalleitern überraschen durch eine Reihe neuer Phänomene

“…zur QuantenInformationsübertragung benutzt werden sollen [18]. Im Bereich der mesoskopischen Supraleitung sind bis jetzt zwei mögliche Strukturen vorgeschlagen worden, in denen die kohärente Dynamik von Quantenzustän-den untersucht werden könnte.…”

Quantenphysik: Quantenkorrelationen und die Bellschen Ungleichungen: Von der Grundlagenforschung zur technologischen Anwendung

“…Verschränkte Quantenzustände lassen sich etwa dazu benutzen, geheime Schlüssel zwischen verschiedenen Parteien annähernd abhörsicher zu übertragen (Quantenkryptographie) [19]; sie können für die Übertragung eines beliebigen Quantenzustands von einem Teilchen auf ein anderes genutzt werden (Quantenteleportation [20]) oder sie können algorithmisch beispielweise zum schnellen Faktorisieren von Zahlen verwendet werden (Quantencomputer) [21]. Für alle diese technologisch interessanten Anwendungen ist es erforderlich, die Frage zu beantworten, über welche makroskopischen Distanzen eine Verschränkung zwischen Quantenzuständen aufrechterhalten werden kann.…”