QRydDemo - Quantencomputing mit Rydbergatomen

Das QRydDemo Verbundprojekt hat sich zum Ziel gesetzt einen Quantencomputer Demonstrator mit gefangenen Rydbergatomen zu entwickeln.

Das Rennen um die Verwirklichung eines praxistauglichen Quantencomputers ist international in vollem Gange. Es ist noch nicht entschieden, welches physikalische Grundprinzip das geeignetste für einen Quantencomputer ist, speziell im Hinblick auf die erforderliche Skalierung des Computers, weg vom reinen Funktionsdemonstrator, hin zu einem praxistauglichen Gerät, das zur Lösung realer Problemstellungen eingesetzt werden kann. Letzteres ist gegenwärtig noch nicht möglich und bestimmt die Aktivitäten und Ziele der derzeitigen Forschungsaktivitäten zu Quantencomputern.

Darstellung der Wechselwirkung zwischen zwei Rydbergatomen in einem dynamischen Feld gefangener atomarer Qubits.

In den letzten Jahren haben aus Rydbergatomen bestehende Quantengatter im Hinblick auf die wichtigsten Funktionsparameter eines Quantencomputers erhebliche Fortschritte erzielt und Werte erreicht, die im Bereich derjenigen von Ionenfallen und Supraleitern liegen. Bei Rydbergatomen handelt es sich um hochangeregte Atome, bei denen sich das äußerste Elektron sehr weit entfernt vom Kern befindet. Entsprechend hat ein solches Atom einen Durchmesser, der etwa einen Faktor 10000 größer ist als der eines neutralen Atoms im Grundzustand. Es handelt sich dennoch nicht um ein Ion, da dieses äußere Elektron nicht frei, sondern noch immer gebunden ist, wenn auch sehr schwach. Es reagiert deswegen sehr empfindlich auf externe elektromagnetische Einflüsse und infolge dessen wechselwirken benachbarte Rydbergatome sehr stark und kontrolliert miteinander. Dies ermöglicht die Realisierung von bedingten quantenlogischen Gattern.

Ziel unseres Verbundprojekts ist es, einen Quantencomputer Demonstrator mit mehreren hundert Qubits zu entwickeln, der auf der Wechselwirkung zwischen individuell kontrollierten Rydbergatomen basiert. Pionierarbeit auf diesem Gebiet wurde bereits von Gruppen in Europa und den USA geleistet. In unserem Projekt werden wir auf diese Techniken aufbauen sodass ein Demonstrator entsteht, der mit den etablierten Platformen für das Quantencomputing konkuieren und potentiellen Kunden auf dem Markt zur Verfügung gestellt werden kann.

Ihre Ansprechpartner

Dieses Bild zeigt Tilman Pfau
Prof. Dr.

Tilman Pfau

Koordinator und Projektleiter (Stuttgart, PI5)

 

QRydDemo Koordination

Pfaffenwaldring 57, 70569 Stuttgart, c/o 5. Physikalisches Institut

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