Frankfurt 2006 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik und Photonik

Q 51: Quantencomputer

Q 51.8: Vortrag

Mittwoch, 15. März 2006, 17:15–17:30, HI

Die Ionenfalle als analoger Quantencomputer — •Hector Schmitz, Axel Friedenauer, Steffen Kahra und Tobias Schätz — MPI für Quantenoptik, Hans-Kopfermannstr. 1, 85748 Garching

Klassische Computer nutzen den inherenten quantenmechanischen Charakter der Natur nicht aus. Wie deshalb schon R. Feynman erkannte, muss man zur effizienten Simulation von Quantensystemen solche verwenden. Dabei ist eine Umsetzung in einen Algorithmus für stroboskopische Gatter möglich, aber nicht notwendig. Ein maßgeschneidertes System, das sich dem zu simulierenden Pendant in seiner Zeitentwicklung analog verhält, im Labor realisierbar und in allen zu simulierenden Parametern frei kontrollierbar ist, stellt weniger Anforderungen an die Fidelitäten der Einzeloperationen und sollte bereits für eine vergleichsweise kleine Anzahl an Qbits (≥ 30) klassischen Computern überlegen sein.

Wir folgen in unserem experimentellen Ansatz einem Vorschlag von Porras und Cirac[1]: Mit einer Ionenfalle sind robuste Effekte wie Phasenübergänge in Spinsystemen simulierbar und die Wechselwirkungen in Stärke und Reichweite variierbar. Repräsentativ ist z. B. das Quanten-Ising-Modell. Denkbar ist, dass die Ergebnisse unserer Machbarkeitsstudie in Folge zu einem besseren Verständnis von Phänomenen wie der Hochtemperatur-Supraleitung führen können.

Unterstützt von: MPQ, DFG

[1] Phys. Rev. Lett 92, 207901 (2004)