Quantenspeicher statt Bits and Bytes
Die Theorie wurde zur Wirklichkeit: Mittels eines ultraschnellen Lasers gelang Physikern der Uni Michigan jetzt das Design eines Quanten-Datenspeichers. Dabei werden Daten in verschiedenen Quantenzuständen von Atomen gespeichert und abgerufen.
Das Neue daran: Bisherige Quantenspeichersysteme arbeiteten mit dem "Spin" eines Teilchens. Die Physiker der Uni Michigan verwendeten die verschiedenen Quantenphasen der Teilchen für die Entwicklung ihres Datenspeichers.
Quantenspeichersysteme
Ein Computer weist Daten nach dem Zufallsprinzip einem einzelnen
Quantenzustand eines Elektrons eines Cäsiumatoms zu. Mit dem Impuls
eines extrem kurzwelligen Laserlichtes wird die Information im
zugewiesenen Quantenzustand durch Umkehrung der zugehörigen
Quantenwelle gespeichert. Weniger als eine Nanosekunde später wird
das betreffende Atom mit einem zweiten Laserstrahl beschossen. Das
führt zu einer Verstärkung des jeweiligen Quantenzustandes und zu
einer Abschwächung aller anderen.
Presseveröffentlichung der Uni Michigan zu QuantenspeichersystemenErhöhte Performance
Die ersten Experimente in diese Richtung wurden 1997 von L. K. Grover durchgeführt. "Datenspeichersysteme auf der Basis von Quantenzuständen bedeuten einen schnelleren und effizienteren Weg der Datenspeicherung als mittels binärer Codes", spekuliert der Physiker.
Die Ursache einer gesteigerten Datenperformance liegt in den Regeln der Quantenmechanik selbst. Die Unendlichkeit der verschiedenen Quantenzustände eines Atoms ermöglicht ein hoch flexibles Sytem.
Die Welt der Quanten
Die Gesetze der Quantenmechanik kontrollieren die Struktur, die Bewegung und das Verhalten eines Atoms. In der Welt der Quanten verhalten sich die Elektronen eines Atoms wie die Wellen eines bewegten Meeres. Sie können simultan eine unendliche Anzahl von Aufenthaltsorten oder Quantenzuständen besitzten.
Erschienen ist die von Philip H. Bucksbaum, Jaewook Ahn und Thomas C. Weinacht publizierte Arbeit im Magazin Science [21.1.].
Science MagazineTrotz der großen Fortschritte wagen die Forscher noch keine genaue Prognose über den Zeitpunkt der allgemeinen Verwendbarkeit solcher Datenspeichersysteme. Doch die Perspektiven scheinen ihnen viel versprechend.
Forschung an der Uni Michigan