Ein Schritt auf dem Weg zum Quantencomputer

Forschern gelingt Trennung von verschränkten Elektronen durch den Einsatz von Kohlenstoff-Nanoröhren.

Einem internationalen Forscherteam, an dem neben Christoph Strunk und Lorenz Herrmann vom Institut für Experimentelle und Angewandte Physik der Universität Regensburg auch Forscher aus Frankreich und Spanien beteiligt waren, ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum Quantencomputer gelungen. Die Wissenschaftler konnten nachweisen, dass sich quantenmechanisch verschränkte Elektronen in Festkörpern räumlich voneinander trennen lassen.

Für ihre Arbeit griffen die Forscher auf Kohlenstoff-Nanoröhren zurück. Im Rahmen ihrer Experimente ließen die Forscher verschränkte Elektronen - so genannte Cooper-Paare - über eine Supraleiter-Brücke fließen, bis diese eine Kohlenstoff-Nanoröhre erreichten, die dann als elektronisches Äquivalent eines Strahlenteilers diente. In verschiedenen Fällen trennten sich daraufhin die Elektronen und wurden zu den unterschiedlichen Messpunkten geleitet. Der experimentelle Nachweis des sogenannten EPR-Effekts, also die Bestätigung darüber, dass die experimentell getrennten Elektronen trotz der räumlichen Distanz weiterhin verschränkt sind, steht nun auf der Agenda des Forscherteams.

Die Nutzung des Effekts der Quantenverschränkung ist von zentraler Bedeutung für die Entwicklung von Quantencomputern und neuen Kommunikationstechnologien, wobei die Anwendungen in Festkörpern einfacher in elektronische Schaltkreise zu integrieren sein dürften. Die jüngsten Ergebnisse des internationalen Forscherteams bieten darüber hinaus vielfältige Perspektiven für die Analyse quantenmechanischer Effekte in Festkörper-Systemen.

Universität Regensburg

 AL