Quantencomputer: Forscher verbinden verschränkte Photonen nach Programm
Ein Team der Tsinghua-Universität fügt kleine Gruppen verschränkter Mikrowellen-Photonen gezielt zu größeren Strukturen zusammen – ein Baustein für photonische Quantenrechner.
Symbolbild · Foto: OJB Quantum / Wikimedia Commons, CC BY 4.0 (zugeschnitten und skaliert)
Forscher der chinesischen Tsinghua-Universität zeigen, wie sich kleine Gruppen verschränkter Photonen gezielt zu größeren Quantenzuständen verbinden lassen. Das Team um Hongyi Zhang nutzt dafür einen supraleitenden Quantenschaltkreis und Mikrowellen-Photonen, wie das Wissenschaftsmagazin scinexx berichtet. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature Physics erschienen.
Ein spezieller Quantendetektor misst die gemeinsame Parität ausgewählter Photonenpaare, ohne sie zu zerstören, verschränkt sie dabei und verknüpft so zwei Gruppen. Beide möglichen Messergebnisse sind nutzbar – deshalb gilt das Verfahren als deterministisch. Über die Frequenz einzelner Photonen legen die Forscher fest, welche Paare verbunden werden; das Muster ist also programmierbar.
Im größten Versuch wurden drei Cluster mit 4, 5 und 4 Qubits zu einer linearen Struktur mit elf Knoten zusammengefügt, kodiert in 13 Photonen-Qubits; zudem gelang eine ringförmige Struktur mit fünf Knoten. Noch handelt es sich aber um einen Laboraufbau mit Mikrowellen-Photonen, der nicht für Glasfaserverbindungen taugt. Qualität der Zustände und Leistung der Detektoren müssen besser werden.