Quantenbits könnten Bits ablösen

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Es ist eine merkwürdige Welt, im Bereich von Atomen und Molekülen: Materie nimmt die Eigenschaften von Wellen an. Licht, das der Laie als elektromagnetische Welle kennt, wird ein Produkt von Teilchen – den Photonen. Physikalische Eigenschaften existieren nur in festen Größenordnungen; Zwischenstufen kommen nicht vor.

“Wir wollen die Technik, für die zur Zeit noch ein ganzes Labor benötigt wird, auf einem einzigen kleinen Chip unterbringen”, beschreibt Höfling das Ziel des Verbundes. Künstliche Atome, die von den Würzburger Forschern in ihren Reinräumen im Mikrostrukturlabor hergestellt werden, dienen dabei als Photonenquelle. Der Transport der Lichtteilchen läuft über winzige Wellenleiter, an deren Ende integrierte Detektoren diese wieder messen.

“Wenn es gelingt, die ganzen Funktionen in der Größenordnung eines einzelnen Mikrochips zu realisieren, bedeutet das für die Informationsverarbeitung einen sprichwörtlichen Quantensprung in der Entwicklung”, sagt Höfling. Der angestrebte Paradigmenwechsel sei annähernd vergleichbar mit dem Wechsel von der Röhre zum Transistor in der Frühzeit der Computer – also vom Rechner, der ganze Hallen füllte, hin zum PC, der auf jedem Schreibtisch Platz findet.

Diese Miniaturisierung und daraus folgende Integration vieler Funktionen habe die breite Nutzung der klassischen Informationsverarbeitung in der Gesellschaft ermöglicht. “Für die Quanteninformationsverarbeitung müssen ähnliche anwendungsfreundliche Plattformen erst noch gefunden werden. Der angestrebte Mikrochip ist ein wichtiger Schritt in dieser Richtung”, so Höfling.

Glaubt Höfling an den Erfolg des Vorhabens? “Ich bin zuversichtlich”, sagt er. Die Probleme seien allen Beteiligten bewusst. “Aber das ist häufig in der angewandten Physik der Fall: Wenn etwas nicht funktioniert, eröffnen sich andere Wege. Und Lösungen sehen dann anders aus als ursprünglich gedacht”, so Höfling, “aber sie lassen sich oft finden”. Sollte das auch in diesem Projekt so laufen, wäre das auf jeden Fall “ein Riesendurchbruch.”