Österreichische Physiker haben ihren eigenen Rekord gebrochen und ein Quantenregister aus 14 miteinander verschränkten Quantenbits geschaffen. Quantenbits, kurz Qubits, sind die Informationseinheiten eines künftigen Quantencomputers, vergleichbar mit den Bits eines herkömmlichen Rechners. Anders als Letztere können sie aber gleichzeitig einen "Ja"- und einen "Nein"-Wert speichern statt nur jeweils einen, wodurch ein hypothetischer Quantencomputer bestimmte Rechenaufgaben, für die ein heutiger Rechner Jahre bräuchte, im Handumdrehen erledigen könnte. Dazu müssen aber möglichst viele Qubits miteinander verschränkt werden. Konkret bedeutet dies, dass mehrere Atome – die Träger von Qubits – zu einem Gesamtsystem verknüpft werden müssen, innerhalb dessen die einzelnen Atome ihre Individualität verlieren.

Vor fünf Jahren gelang es Physikern um Rainer Blatt von der Universität Innsbruck, acht Kalziumionen miteinander zu einem "Quantenbyte" zu verschränken. Nun haben wieder Forscher um Rainer Blatt 14 Kalziumionen in einer so genannten Ionenfalle eingefangen und sie mit Hilfe von Laserlicht miteinander verschränkt. Das Ergebnis ist ein Quantenregister aus 14 Ionen.

Die Innsbrucker Forscher gewannen neue Einblicke in das quantenmechanische Phänomen der Verschränkung. Sie stellten fest, dass die Störungsempfindlichkeit eines Quantenregisters stärker mit seiner Größe zunimmt als bislang angenommen: nicht linear mit der Anzahl der verschränkten Teilchen, sondern quadratisch.

In Zukunft wollen Blatt und sein Team noch mehr Ionen miteinander verschränken. In ihrer Ionenfalle haben sie bereits 64 Kalziumionen eingefangen. Verschränken können sie die jedoch noch nicht. "Die aktuellen Ergebnisse ermöglichen nun aber ein besseres Verständnis vom Verhalten vieler verschränkter Teilchen", sagt der Erstautor der Studie, Thomas Monz. So könnten vielleicht schon bald noch mehr Teilchen miteinander verschränkt werden. (cm)