Moskau (ots/PRNewswire) –

Vorstellung eines universellen Designs für supraleitende Qubits.

Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern aus Russland, Großbritannien und Deutschland hat ein alternatives Qubit-Design präsentiert, mit dem ein Quantencomputer gebaut werden kann. Nanodrähte aus Supraleitern sind die Hauptelemente des Designs. In ersten Experimenten erwies sich der neue Supraleiter-Qubit als nicht schlechter als der traditionelle, auf Josephson-Kontakten aufbauende Supraleiter.

(Photo: https://mma.prnewswire.com/media/676855/NUST_MISIS_New_Qubit.jpg )

Durch die Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des russischen Quantum Center und NUST MISIS in Russland, der University of London und des National Physical Laboratory in Teddington in Großbritannien sowie des Karlsruher Instituts für Technologie und des IPHT Jena in Deutschland, sowie Beiträgen von MIPT und Skoltech (Russland), ist es gelungen, ein grundlegend neues Qubit zu schaffen, das nicht auf dem Josephson-Übergang basiert, der Lücken im Supraleiter hat, sondern auf einem kontinuierlich supraleitenden Nanodraht. Die Forschungsarbeit wurde in Nature Physics (https://www.nature.com/articles/s41567-018-0097-9) veröffentlicht.

Wissenschaftler rechnen damit, dass Quantencomputer Meilensteine erreichen werden. Der universelle Quantencomputer wurde zwar noch nicht entwickelt, aber Wissenschaftler können mit Hilfe von Qubits bereits chemische Verbindungen und Materialien entwerfen. Das Berechnungsprinzip erlaubt es auf seiner Basis sogar, bereits heute komplexe Probleme zu lösen. Viele wissenschaftliche Gruppen arbeiten daher an der Verbesserung der einzelnen Bestandteile von Quantencomputern. Die Erforschung und Verbesserung der Qubits, die die wichtigsten Rechenzellen eines Quantencomputers darstellen, sind der schwierigste Teil dieses Prozesses.

Es gibt mehrere Ansätze zur Erzeugung von Qubits. So gibt es beispielsweise Qubits, die im optischen Bereich arbeiten. Sie sind jedoch schwierig zu skalieren, im Gegensatz zu Qubits auf Supraleitern, die im Funkbereich arbeiten und auf sogenannten Josephson-Übergängen basieren. Jeder dieser Übergänge ist eine Unterbrechung im Supraleiter, oder besser gesagt, eine dielektrische Schicht, durch die Elektronen hindurchtunneln.

Das neue Qubit basiert auf dem Effekt des Quantenphasenschlupfes (Quantum-Phase Slip, QPS) – dem kontrollierten periodischen Lösen und Wiederherstellen der Supraleitung in ultradünnen (ca. 4 nm) Nanodrähten, die im Normalzustand einen relativ großen Widerstand aufweisen. Professor Oleg Astafiev, Leiter des Artifical Quantum Systems Laboratory am MIPT in Russland und Forscher an der University of London und dem National Physical Laboratory in Teddington (Großbritannien), war der erste, der diesen Effekt, der zuvor theoretisiert worden war, experimentell beobachtete. Seine Pionierarbeit wurde 2012 in Nature veröffentlicht.

Professor Ustinov, einer der Forscher des Projekts, Leiter der Forschungsgruppe RQC, Leiter des Labors für supraleitende Metamaterialien am NUST MISIS und Professor am Karlsruher Institut für Technologie (Deutschland), weist darauf hin, dass es Forschern gelungen ist, eine neue Art von supraleitenden Bauelementen zu entwickeln, die in vielerlei Hinsicht SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) ähnlich ist, einem hochempfindlichen Magnetometer, das auf Josephson-Übergängen basiert.

Die Störung in dem neuen Gerät wird durch ein elektrisches Feld (anstelle eines Magnetfeldes) verursacht, das die elektrische Ladung auf der Insel zwischen den beiden Nanodrähten verändert. Diese Drähte füllen die Rolle der Josephson-Kontakte, und – was noch besser ist – sie erfordern keine Unterbrechung und können aus einer einzigen Schicht eines Supraleiters hergestellt werden.

Laut Professor Ustinov konnte das internationale Team während der Forschung zeigen, dass dieses System als Ladeinterferometer funktionieren kann. “Wenn [wir] den Draht in zwei Abschnitte teilen und eine Verdickung in der Mitte machen, dann können wir durch Änderung der Ladung dieser Verdickung mit dem Shutter eine periodische Modulation im Prozess des Tunneleffekts von magnetischen Quanten durch den Draht erzielen. Dies wird tatsächlich beobachtet.”

Der Nachweis, dass der Effekt kontrollierbar und kohärent ist, ist ein wichtiger Punkt, und ebenso, dass mithilfe des Prozesses eine neue Generation von Qubits erstellt werden kann.

SQUID-Technologien finden bereits Anwendung in verschiedenen medizinischen Scannern wie der Magnetokardiographie und der Magnetoenzephalographie sowie in Geräten, die die Kernspinresonanz erfassen, und außerdem in geophysikalischen und paläogeologischen Methoden zur Erforschung der Erdoberfläche. Genau deshalb können fortschrittliche SQUID-Ladungen nicht nur in der Welt der Quantencomputer, sondern auch in der Gesellschaft selbst gravierende Veränderungen bewirken.

Für Professor Ustinov ist klar, dass Wissenschaftler im Zusammenhang mit der Erforschung neuer Qubits viele grundlegende Aufgaben zu bewältigen haben. Offensichtlich ist jedoch – da wir gerade beim Thema Qubits sind -, dass ihre Funktionalität gleichwertig, wenn nicht sogar besser als moderne Entsprechungen ist, sie aber viel einfacher herzustellen sind.

“Die wichtigste Frage ist, ob die gesamte Palette der Bestandteile der supraleitenden Elektronik auf diesem Prinzip aufgebaut werden kann. Gearbeitet wird dabei mit einem elektrischen Messgerät, das die Ladung auf der Insel des Supraleiters ermittelt. Die Fehlertoleranz ist dabei tausendmal kleiner als bei einer Elektronenladung. Wir können dies mit höchster Präzision steuern, da diese Ladung nicht quantisiert, sondern induziert wird. Meine Forschungsgruppe in Karlsruhe untersucht derzeit Qubits nach dem Prinzip des Phasenschlupfes. Die Kohärenzzeiten, die wir dafür erhalten, sind überraschend hoch. Bisher sind sie nicht größer als bei herkömmlichen Qubits, aber wir haben gerade erst mit der Arbeit an [dem Projekt] begonnen, und die Chancen stehen gut, dass sie größer werden. Ein weiteres wichtiges Problem sind beispielsweise Defekte in Qubits, für das wir kürzlich einen Zuschuss von Google erhalten haben. Diese Defekte treten in der dielektrischen Tunnelbarriere des Josephson-Übergangs auf. Defekte entstehen dadurch, dass in diesem Bereich große elektrische Felder vorhanden sind und die gesamte Spannung auf einer Skala von nur 2 nm liegt. Stellen wir uns nun vor, dass der gleiche Fall in einem homogenen Draht auftritt, und wir nicht genau wissen, wo in der homogenen “Unschärfe” im gesamten Supraleiter [er auftritt]. Die Felder, die hier entstehen, wären dann viel kleiner. Dies bedeutet, dass die Defekte in Qubit-Materialien höchstwahrscheinlich nicht auftreten werden und dass wir in der Lage sein werden, Qubits mit einer höheren Kohärenzzeit zu erhalten. Dies wird dazu beitragen, eines der Hauptprobleme von Qubits zu bewältigen – ihre kurze Quanten-“Lebenszeit”, erklärt Professor Ustinov.

Quelle: http://en.misis.ru/university/news/science/2018-04/5318/

Quellenangaben

Textquelle:The National University of Science and Technology MISiS, übermittelt durch news aktuell
Quelle:https://www.presseportal.de/pm/128465/3916344
Newsroom:The National University of Science and Technology MISiS
Pressekontakt:Dina Moiseeva
d.moiseeva@misis.ru
+7-903-363-0573

Das könnte Sie auch interessieren:

SonoBeacon GmbH gewinnt Bode-Museum als ersten großen Kunden Hamburg (ots) - Mit der innovativen und sicheren Audio-Technik wird das Besuchserlebnis intensiviert Das Hamburger Startup SonoBeacon GmbH hat den ersten großen Kunden gewonnen. Die Staatlichen Museen zu Berlin nutzen im Bode-Museum jetzt die innovative und sichere SonoBeacon-Technologie. "Wir wollen unseren Besuchern und Besucherinnen ein möglichst intensives Museumserlebnis bieten. Dazu nutzen wir im Rahmen der Ausstellung "Unvergleichlich: Kunst aus Afrika im Bode-Museum" erstmalig auch eine Smartphone-App und testen verschiedene Technologien", sagt Julien Chapuis, Leiter des Bode-Museums. ...
Cambium Networks erhält im Partner Program Guide von CRN im zweiten … Jährlicher Führer mit Anerkennung von Top-Partnerprogrammen im Channel Rolling Meadows, Illinois (ots/PRNewswire) - Cambium Networks, (http://www.cambiumnetworks.com/) führender weltweiter Anbieter drahtloser Netzwerkprodukte, hat heute bekannt gegeben, dass CRN® (http://www.crn.com/), eine Marke von The Channel Company (http://www.thechannelco.com/), Cambium Networks in seinem Partner Program Guide des Jahres 2018 5 Sterne verliehen hat. Der jährliche Führer verzeichnet Partnerprogramme von Technikanbietern, die im IT-Vertriebskanal Produkte und Dienste anbieten. Dies ist das zweite aufeinand...
ZTE auf dem MWC 2018 mit dem Preis “Best Technology Innovation for 5G” … Shenzhen, China (ots/PRNewswire) - ZTE Corporation (0763.HK / 000063.SZ), international führender Anbieter von Lösungen für die Telekommunikationsbranche sowie für Unternehmens- und Privatkunden im Bereich mobiles Internet, wurde auf dem 2018 Mobile World Congress in Barcelona (Spanien) von Informa für seine innovativen technologischen 5G-Ende-zu-Ende-Lösungen mit dem Preis "Best Technology Innovation for 5G" ausgezeichnet. ZTEs Ende-zu-Ende-Lösungen für den Bereich 5G umfassen Produkte und Lösungen wie Zugangsnetze, Kernnetze, Bearer, Chips und Endgeräte, die die Erfordernisse der globalen Ne...
Xbox stellt den ersten Pirate Blaster der Welt vor und versucht damit, den … Tampa, Florida (ots/PRNewswire) - Alle sind eingeladen, Xbox dabei zu helfen, den Start ihres größten neuen IP des Jahres, Sea of Thieves (https://www.xbox.com/en-US/games/sea-of-thieves), zu feiern, eines neuen Shared World-Abenteuerspiels, das Freiheit, Action und Spannung bietet und das ultimative Piratenerlebnis schafft. Nehmen sie am historischen Versuch von Xbox teil, den GUINNESS WORLD RECORDS-Titel mit dem Sea of Thieves Human Cannonball Launch zu gewinnen. Am Dienstag, dem 13. März, wird David "The Bullet" Smith um 13 Uhr ET (Ostküstenzeit) versuchen, mit der Xbox Pirate Blaster, eine...
Bewertung im zweistelligen Millionenbereich: Smart Mobile Labs beschleunigt mit … München (ots) - Smart Mobile Labs, der weltweit einzige Anbieter für many-to-many Videoübertragung in Echtzeit, gibt heute eine Finanzierungsrunde bekannt. Mit dem neugewonnenen Kapital stellt das Münchner Unternehmen den Ausbau seiner Produktentwicklung sicher. Zudem führte die Finanzierung durch mehrere namhafte Business Angels zu einer Unternehmensbewertung im zweistelligen Millionenbereich. Mit dem zusätzlichen Kapital konnten die entscheidenden Weichen hin zu einem Fokus auf die Produkt-Roadmap gestellt werden. Aktuell bereitet Smart Mobile Labs bereits eine Series-A-Finanzierungsrunde vo...
Jahrestagung Deutsche Gesellschaft für Phlebologie im September: Reise- und … Bayreuth (ots) - Anlässlich der 60. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phlebologie unterstützt medi Ärztinnen und Ärzte am Anfang ihrer beruflichen Laufbahn mit Reise- und Teilnahme-Stipendien. Sie umfassen die Eintritts-, Fahrt- und Hotelkosten an allen Kongresstagen bis zu einem Betrag in Höhe von 500 Euro. Bewerbungsschluss ist Montag, der 25. Juni 2018. Die 60. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phlebologie findet von Mittwoch bis Samstag, 26. bis 29. September 2018 in der Stadthalle in Bielefeld, Willy-Brandt-Platz 1 statt. Bewerbung für die medi Reise- und Teilnahme-...
Online-Ethereum Developer Program der ConsenSys Academy kehrt diesen Sommer … New York (ots/PRNewswire) - Seit ihrer Gründung im Jahr 2017 setzt sich die ConsenSys Academy dafür ein, durch verschiedene einzigartige Ausbildungsangebote Wissenslücken zu Ethereum zu schließen. Eines der beliebtesten Programme letztes Jahr war ein Technikkurs, für dessen 150 Plätze 1300 Bewerbungen aus mehr als 95 Ländern eingingen. Das Developer Program (https://consensys.net/academy/developer/) kehrt diesen Juni zurück, die Anmeldung läuft seit 16. April. Das Developer Program 2018 ist ein komplett online stattfindender, Mentor-geleiteter, neuer und verbesserter Kurs, den die Top-Blockcha...
Großauftrag des Bayerischen Rundfunks für die Studio Hamburg Postproduction Hamburg / München (ots) - In diesen Tagen startet die Studio Hamburg Postproduction einen der größten Aufträge der vergangenen Jahre - die Digitalisierung von rund 9.000-Stunden Filmmaterial aus dem BR-Filmarchiv. Bei einem europaweiten mehrstufigen Ausschreibungsverfahren sicherte sich die Studio Hamburg Postproduction bereits Ende 2017 den Zuschlag für drei von vier Leistungspaketen. Das Ziel des Bayerischen Rundfunks ist es, das gesamte Filmarchiv zu digitalisieren, langfristig zu sichern und die Nutzbarkeit zu verbessern. Die Rahmenbedingungen für das Vorhaben sind entsprechend anspruchsvo...
ZEIT ONLINE und Ligatus verkünden weitreichende Partnerschaft Köln (ots) - Ligatus, der führende Anbieter von Native Advertising, und ZEIT ONLINE vereinbaren ihre Zusammenarbeit im Rahmen einer exklusiven Partnerschaft zur Ausspielung von Content Recommendations. Über Native Recommendation Ads werden künftig bei ZEIT ONLINE unterhalb von Artikeln maßgeschneiderte Empfehlungen ausgespielt. Dabei werden sowohl eigene redaktionelle, werbliche als auch verlagsinterne Empfehlungen auf www.zeit.de angezeigt. Mit der Platzierung von nativen Empfehlungen können werbende Unternehmen vom hohen Traffic auf den Webseiten großer Publisher wie ZEIT ONLINE profitieren ...
Huawei 2017 erstmals Nummer 1 bei europäischen Patentanmeldungen München (ots) - Huawei Technologies war 2017 der größte Patentanmelder beim Europäischen Patentamt (EPA). Aus dem heute veröffentlichten Jahresbericht des EPA geht hervor, dass im vergangenen Jahr fast 166.000 europäische Patentanmeldungen eingereicht wurden, was einem Anstieg von fast vier Prozent entspricht und einen historischen Höchststand darstellt. Huawei meldete 2017 beim EPA 2.398 Patente an und ist damit der Top-Anmelder des vergangenen Jahres. "Huawei investiert viel in Forschung und Entwicklung, so dass hohe Patentzahlen keine Überraschung sind", sagte Dr.,Song Liuping, Huawei Senio...
Fineqia meldet Gründung eines Beratungsgremiums für Blockchain-Investitionen London (ots/PRNewswire) - Fineqia International Inc. (das "Unternehmen" oder "Fineqia") (CSE: FNQ) (OTCPink: FNQQF) (Frankfurt: FNQA) freut sich, die Gründung einer beratenden Expertengruppe für Distributed-Ledger-Technologie, allgemein bekannt als Blockchain, bekanntzugeben. Die Zusammenstellung dieser Gruppe entspricht dem strategischen Kurs des Unternehmens Richtung Investitionen in und den Erwerb von Unternehmen, die Finanzlösungen auf Blockchain-Basis entwickeln und in Umlauf bringen und somit das Kerngeschäft des Unternehmens - das Platzieren von Schuldverschreibungen und Beteiligungspap...
Erste C³ Crypto Conference lädt am 5. und 6. April 2018 in die STATION nach … Berlin (ots) - Vom 5. bis 6. April 2018 findet die erste C³ Crypto Conference - Deutschlands bisher größte Konferenz zum Thema Kryptowährungen und Blockchain - in der Berliner STATION statt. An zwei Tagen erhalten Krypto-Begeisterte und Blockchain-Enthusiasten unter dem Motto "The Future of" Einblicke in eine Bandbreite an Themen, wie ICOs (Initial Coin Offerings), Krypto-Börsen sowie die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten von Utility und Security Tokens. Aber auch Bereiche wie Go-to-Market-Strategien im Krypto-Marketing und Einsatzbereiche von Smart Contracts (technisch abgebildete Verträg...
LEDVANCE 2016 – 2018: Vom Lampenhersteller zum allumfassenden … Garching (ots) - Die globale Nummer Zwei der Allgemeinbeleuchtung präsentiert ihr neues Gesicht bei der Light + Building in Frankfurt am Main vom 18.-23. März 2018. In nur knapp zwei Jahren hat sich LEDVANCE von einem Hersteller überwiegend traditioneller Lampen zu einem eigenständigen, dynamischen und global tätigen Lichtunternehmen mit einem der umfassendsten LED-Portfolios für die Allgemeinbeleuchtung gewandelt. Beispiel LED-Leuchten: Was vor weniger als zwei Jahren mit einem Basisportfolio begann, ist mittlerweile ein breit gefächertes Sortiment für Lichtprofis wie Endanwender. In Rekordze...
Givenchy startet seine E-Commerce-Plattform für neue Europäische Märkte Paris (ots/PRNewswire) - Das innovative, immersive Shoppingerlebnis, das von Kreativdirektorin Clare Waight Keller gestaltet wurde, ist ab sofort in Großbritannien, Italien, Deutschland, den Niederlanden, Spanien und Italien online. Nach dem Start seiner neuen E-Commerce-Plattform für alle Kanäle im September 2017 gibt das Modehaus Givenchy bekannt, seinen Fans und Followern in seinen fünf europäischen Hauptmärkten Großbritannien, Italien, Deutschland, Niederlande und Spanien das Shopping-Erlebnis givenchy.com bieten zu können. Zur Ansicht des Multimedia News Release klicken Sie bitte hier: h...
Peking University feiert 120-jähriges Jubiläum mit Einweihung des Campus in … Oxford, England (ots/PRNewswire) - Peking University (PKU), die führende höhere Lehranstalt in China, feiert dieses Jahr ihr 120-jähriges Jubiläum mit einer Reihe von Feierlichkeiten, die die reichhaltige Geschichte der Universität und ihren Einsatz für Lehre, Lernen, Innovation und Forschung unterstreichen. Das Jubiläumsjahr beginnt mit Feierlichkeiten in Oxford, England, dem ersten Auslandscampus der Universität. Die Kick-off-Veranstaltung in Übersee findet vom 23. bis 25. März statt und bietet ein akademisches Symposium, Feierlichkeiten zur Einweihung des Campus in Großbritannien und die Ei...
Verlagsskandal: Ulysses-Übersetzung darf nicht erscheinen Hamburg (ots) - Zehn Jahre dauerte es, den Roman "Ulysses" von James Joyce in der legendären Übersetzung von Hans Wollschläger zu überarbeiten - aber nun darf der Suhrkamp Verlag das Buch nicht veröffentlichen. Das berichtet die Wochenzeitung DIE ZEIT. Ein Forscherteam hatte 5000 Änderungen und Korrekturen vorgenommen, doch die Wollschläger-Witwe Gabriele Gordon hat sich entschieden, die Publikation aus Copyright-Gründen zu verbieten. Sie bezeichnet die Arbeit als "rechtswidrige Bearbeitung der Wollschläger-Ulysses-Übersetzung durch Harald Beck" und beruft sich auf Paragraph 23 des Urheberrech...
“Lächeln im Bus ist ein Muss” Köln (ots) - Im Wettbewerb SchülerInnen gestalten einen Bus werden Schulklassen und Schulgruppen von der KVB aufgefordert, Gestaltungsvorschläge für die Außenseiten eines Busses zu entwickeln. Die Schüler der Kopernikus Hauptschule in Porz setzten sich dieses Mal gegen neun weitere prämierte Entwürfe durch. Eine siebenköpfige Jury, bestehend aus einer Hochschulprofessorin, einem Grafiker, Werbefachleuten, Mitarbeitern des Schulverwaltungsamtes und der KVB entschieden, dass der Entwurf mit den beliebten digitalen Emojis die Nase vorn hat. "Bereits zum sechsten Mal hatten Kölner Schülerinnen und...
Leiter der aserbaidschanischen NRO ACSDA fühlt sich rehabilitiert, nachdem … Baku, Aserbaidschan (ots/PRNewswire) - Der Präsident der Association for Civil Society Development in Azerbaijan (ACSDA) Elkhan Suleymanov sagte, er fühle sich nach dem Freispruch des italienischen Politikers Luca Volontè durch ein Mailänder Gericht vom Vorwurf der Geldwäsche im Zusammenhang mit Aserbaidschan "rehabilitiert". "Das Gericht in Mailand hat den Geldwäscheprozess gegen den bekannten europäischen Politiker Luca Volontè beendet, der über zwei Jahre lang das unglückliche Opfer einer Verleumdungs- und Hetzkampagne durch verschiedene europäische Organisationen, Institutionen und die Med...
Stephan Schaller übernimmt Führung des Voith-Konzerns Heidenheim (ots) - - Stephan Schaller hat zum 1. April 2018 seine Arbeit als Vorsitzender der Konzerngeschäftsführung der Voith GmbH & Co. KGaA aufgenommen - Schaller kennt Voith bereits aus seiner rund dreijährigen Tätigkeit im Gesellschafterausschuss Mit Wirkung zum 1. April 2018 hat Stephan Schaller seine Arbeit als Vorsitzender der Konzerngeschäftsführung der Voith GmbH & Co. KGaA aufgenommen und führt künftig das international agierende Technologieunternehmen. Er tritt damit die Nachfolge des langjährigen Vorsitzenden der Konzerngeschäftsführung, Dr. Hubert Lienhard, an, der planm...
Continental und Vodafone machen Nutzfahrzeug-Reifen schlau Düsseldorf/Hannover (ots) - - Intelligente Lösung ContiConnect schützt vor gefährlichen und kostenintensiven Reifenpannen - Nutzfahrzeugreifen von Continental übertragen Daten dank Vodafone im Internet der Dinge - Produktstart in Asien und Nordamerika: IoT-Lösung in ersten Märkten verfügbar Continental macht die Straßen dieser Welt mit der Unterstützung von Vodafone ein Stück sicherer. Gemeinsam bringen die Partner jetzt weltweit Nutzfahrzeuge, also beispielsweise Busse und Lkw, in das Internet der Dinge (Internet of Things, kurz: IoT). Die neue digitale Plattform zur Reifenüberwachung ContiCo...