Ein Quantensprung für die Informationsverarbeitung

Der Forschungsverbund Quantip wagt sich an den ersten Quantenchip.  Physiker wollen in Zukunft Quanteneffekte auch im Bereich der Informationsverarbeitung nutzen. Das ist nicht Neues, daran forschen sie schon seit Jahren. Neu ist ein international zusammengesetzter Forschungsverbund Quantip, der dafür die Grundlagen schaffen soll. Die EU unterstützt das Projekt mit rund 2,2 Millionen Euro in den kommenden drei Jahren.

Daran beteiligt ist auch der Lehrstuhl für Technische Physik der Universität Würzburg. Je kleiner die Strukturen moderner Rechner würden, so Sven Höfling, Gruppenleiter am Lehrstuhl für Technische Physik der Universität, desto deutlicher träte die Geltung der Gesetze der Quantenmechanik hervor. Wenn also die Abmessungen der elektronischen Bauteile ohnehin in quantenrelevante Grössenordnungen vordringen, biete es sich an, deren Gesetze für eine neue Form der Informationsverarbeitung zu nutzen, sagt der Physiker. Gemeinsam mit Professor Lukas Worschech, dem Leiter des Lehrstuhls, ist er verantwortlich für den Würzburger Beitrag zu dem Forschungsverbund. Die Quantenmechanik eröffnet die Möglichkeit, über das binäre Modell mit seinem zwei Zuständen hinauszugehen und im Prinzip mit unendlich vielen Mischzuständen zu arbeiten. Weil sich hierbei jede Veränderung auf die Zustände des Gesamtsystems gleichzeitig auswirke, arbeite der Quantencomputer wie ein gewaltiger Parallelrechner und schaffe so bisher unerreichte Rechenmöglichkeiten, so Worschech.Die Würzburger Physiker wollen nun die Technik dafür, für die bisher grosse Laboraufbauten nötig sind, auf einem einzigen kleinen Chip unterbringen. "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.Drei Jahre hat der Forschungsverbund Quantip nun Zeit, den Quantenchip zu entwickeln. Quantip steht für "Quantum integrated photonics". Die Koordination hat Mark Thompson von der University of Bristol. Weiter sind Forschungseinrichtungen und Universitäten in Australien, Deutschland, Frankreich, Italien und den Niederlanden daran beteiligt. (ph/.np)