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Wie funktioniert ein Quantencomputer?

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Blick in den ersten frei programmierbaren europäischen supraleitenden Quantencomputer, der im europäischen Flaggschiffprojekt OpenSuperQ am Forschungszentrum Jülich gebaut wurde. © FZJ

Wie funktioniert ein Quantencomputer?

Blick in den ersten frei programmierbaren europäischen supraleitenden Quantencomputer, der im europäischen Flaggschiffprojekt OpenSuperQ am Forschungszentrum Jülich gebaut wurde. © FZJ

Computer verarbeiten Informationen, die als Bits gespeichert sind. Diese können den Wert „0“ oder „1“ haben. Ein Quantencomputer hingegen macht sich die kuriosen quantenmechanischen Eigenschaften von kleinsten Teilchen zu Nutze: Qubits sind bis zur Messung in einem Überlagerungszustand, der alle möglichen Werte zwischen „0“ und „1“ enthält. Schaltet man viele dieser Qubits zusammen, lassen sich komplexe Rechnungen ausführen, für die Supercomputer extrem lange brauchen würden. Wie sich solche Qubits physikalisch am besten umsetzen lassen, wird gerade erforscht. Zum Kandidatenkreis gehören Supraleiter, Halbleiter, gefangene Ionen, Photonen und auch die exotischen topologischen Isolatoren.

Die Suche nach der Basis für die exotischen topologischen Qubits - die sogenannten Majorana Nullmoden - läuft im Topological Matter Laboratory Cologne auf Hochtouren. Foto: ML4Q © Simon Wegener

Die Suche nach der Basis für die exotischen topologischen Qubits - die sogenannten Majorana Nullmoden - läuft im Topological Matter Laboratory Cologne auf Hochtouren. Foto: ML4Q © Simon Wegener

Ein typischer supraleitender Quantencomputer

Illustration eines typischen supraleitenden Quantencomputers. Foto: ML4Q © Alexander Jahn

Zeichnung eines Quantencomputers, der aus mehreren zylinderförmigen Etagen besteht.

Halbleiter-Quantenchip

Halbleiter-Quantenchip der Jülich Aachen Research Alliance, einer Kooperation zwischen dem Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen. © RWTH Aachen

Halbleiter-Quantenchip der Jülich Aachen Research Alliance, einer Kooperation zwischen dem Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen. © RWTH Aachen

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Graphical Recording zum Thema Quantencomputing

Bild: ML4Q © Visual Facilitators/ Mirja Pischel

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