Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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SYQI: Symposium Quanteninformationsverarbeitung

SYQI 5: Quanteninformationsverarbeitung V

SYQI 5.4: Vortrag

Donnerstag, 18. März 1999, 15:15–15:30, PH1

NMR-Quantencomputer — •T. Hesjedal¹, L. Vandersypen^1,2, I. Chuang² und J.S. Harris Jr.¹ — ¹EE Department, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA — ²IBM Almaden Research Center, San Jose, CA 95120, USA

Im Prinzip sind Quantencomputer (QC) in der Lage bestimmte Probleme exponentiell schneller zu lösen als jede Art von klassischem Computer. Dies liegt an der nicht-klassischen Kodierung von Information durch sogenannte Quanten-Bits (Qubits). Damit lassen sich im Prinzip für unmachbar gehaltene Rechenaufgaben (z.B. die Primzahlzerlegung großer Zahlen) lösen.

Mit Hilfe gewöhnlicher Kernresonanzspektrometer (NMR), wie sie in fast jedem chemischen Institut vorhanden sind, kann man nukleare Spins manipulieren und messen. Es sind bisher Quantenalgorithmen und Fehlerkorrekturmechanismen mit 3 Qubits im NMR-QC demonstriert worden. Allerdings unterliegt der NMR-Ansatz zum Quantencomputing physikalischen, chemischen und technischen Beschränkungen. Das Limit liegt bei etwa 10 Qubits (Boltzmannverteilung). Für die praktische Anwendung des QC sind allerdings einige 100 − 1000 Qubits nötig. Den Schwerpunkt des Vortrags bildet die Diskussion der tatsächlichen Grenzen des NMR-Quantencomputers und neuer Entwicklungen hin zu einem praktisch einsetzbaren Desktop QC.