Quantenoptik: Hunderte Atome mit Licht eingefangen und fotografiert
Forscher haben ein dreidimensionales optisches Gitter entwickelt, mit dem sie Hunderte von Atomen festhalten und einzeln abbilden können. Bislang konnten nicht mehr als zehn einzelne Atome gleichzeitig abgelichtet werden.
David Weiss, Karl Nelson und Xiao Li von der Pennsylvania State University stellten das optische Gitter aus drei sich überlagernden Paaren von Laserstrahlen her. Auf diese Weise bildete sich ein periodisches Intensitätsmuster aus, in dessen Minima sie neutrale Cäsium-Atome einfingen – ähnlich Tischtennisbällen in einem Eierkarton. So gelang es den Wissenschaftlern, 250 Atome in einem Abstand von jeweils etwa fünf Mikrometern festzuhalten und einzeln abzubilden, ohne sie dabei zu stören. Der Abstand der Teilchen sei groß genug, um sie einzeln zu manipulieren, berichten die Forscher.
Deshalb seien sie auch hinsichtlich eines zukünftigen Quantencomputers interessant. Dieser soll Daten mit Hilfe von Quantenteilchen verarbeiten, wie Photonen, Elektronen oder Atomen, die jeweils ein Bit an Quanteninformation darstellen. Bereits fünfzig solcher Qubits könnten unter bestimmten Umständen die Rechenleistung heutiger Computer übersteigen – bis jetzt brachten Forscher allerdings nur wenige Qubits in den gewünschten Zustand. Ein System mit einer großen Zahl von kontrollierbaren Qubits zu realisieren, zählt neben anderen zu den Hauptproblemen bei der Umsetzung. (mp)
David Weiss, Karl Nelson und Xiao Li von der Pennsylvania State University stellten das optische Gitter aus drei sich überlagernden Paaren von Laserstrahlen her. Auf diese Weise bildete sich ein periodisches Intensitätsmuster aus, in dessen Minima sie neutrale Cäsium-Atome einfingen – ähnlich Tischtennisbällen in einem Eierkarton. So gelang es den Wissenschaftlern, 250 Atome in einem Abstand von jeweils etwa fünf Mikrometern festzuhalten und einzeln abzubilden, ohne sie dabei zu stören. Der Abstand der Teilchen sei groß genug, um sie einzeln zu manipulieren, berichten die Forscher.
Deshalb seien sie auch hinsichtlich eines zukünftigen Quantencomputers interessant. Dieser soll Daten mit Hilfe von Quantenteilchen verarbeiten, wie Photonen, Elektronen oder Atomen, die jeweils ein Bit an Quanteninformation darstellen. Bereits fünfzig solcher Qubits könnten unter bestimmten Umständen die Rechenleistung heutiger Computer übersteigen – bis jetzt brachten Forscher allerdings nur wenige Qubits in den gewünschten Zustand. Ein System mit einer großen Zahl von kontrollierbaren Qubits zu realisieren, zählt neben anderen zu den Hauptproblemen bei der Umsetzung. (mp)
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