​​​​​Zeit-Quasikristall stabilisiert Quantenbits
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Geordnete Unordnung: Physiker haben Quantenbits in einen neuartigen, überraschend stabilen Materiezustand versetzt – durch eine Art zeitlichem Quasikristall․ Dafür setzten sie die Qubits aus Ytterbium-Ionen quasiperiodischen Laserpulsen aus, deren Abstände der mathematischen Fibonacci-Reihe entsprechen․ Diese bringt die Qubits in einen nie zuvor beobachteten Zustand zeitlicher Quasisymmetrie, der sie ungewöhnlich robust gegen Störungen macht, wie die․․․

​​​​​Verschränkte Photonen in Serie
#Physik #Atom #Photonen #Quantenbit #Quantencomputer #Quantenkommunikation #verschränkt #Verschränkung

Physikern ist es erstmals gelungen, eine Serie von 14 nacheinander emittierten Photonen auf definierte Weise miteinander zu verschränken – mehr als jemals zuvor․ Möglich wurde dies, weil alle Photonen aus demselben angeregten Atom stammten․ Dessen Quantenzustände waren kontrolliert einstellbar und damit auch die Merkmale der miteinander verschränkten Photonen, wie das Team in „Nature“ berichtet․ Diese․․․

​​​​​Ein Wurmloch im Quantencomputer
#Physik #EinsteinRosenBrücke #Quantencomputer #Quantengravitation #Quantenphysik #Quantenverschränkung #Raumzeit #Teleportation #Wurmloch

Raumzeit-Tunnel im Test: Physiker haben erstmals die quantenphysikalische Version eines Wurmlochs in einem Quantencomputer erzeugt – und Quantenbits durch eine solche Singularität getunnelt․ Dies ermöglicht es, fundamentale Zusammenhänge von gravitativen Wurmlöchern mit der Quantenphysik zu überprüfen – darunter auch die Theorie, nach der eine solche Einstein-Rosen-Brücke einer quantenphysikalischen Verschränkung entspricht․ Dies könnte helfen, fundamentale Fragen․․․

​​​​​Erste Fernübertragung verschränkter Ionen-Qubits
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Qubits werden mobil: In Quantenfallen gefangene Ionen werden in Quantencomputern häufig als Qubits eingesetzt․ Doch eine Verschränkung dieser ionischen Quantenbits über größere Entfernung stand bisher noch aus․ Jetzt ist dies Physikern in Innsbruck gelungen․ Sie haben die Quanteninformation von Ionen-Qubits erstmals über gut 500 Meter hinweg effizient übertragen und so die Qubits miteinander verschränkt․ Dies․․․

​​​​​Quantencomputer knackt Fehlerproblem
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Weniger Fehler trotz Skalierung: Google-Forscher haben eine Methode zur Fehlerkorrektur bei Quantencomputern entwickelt, das eine wichtige Schwelle überschreitet․ Ihr System fängt mehr Fehler ab, als beim Skalieren durch die zunehmende Zahl von Qubits entstehen, wie das Team in „Nature“ berichtet․ Möglich wird dies durch die Kombination mehrerer Daten-Qubits zu logischen Einheiten und die Einfügung von․․․

​​​​​Physiker entwickeln Quanten-Modem
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Bautteil fürs Quanten-Internet: Physiker haben einen Übersetzer für Quanteninformationen entwickelt – eine Art Quanten-Modem․ Dieser wandelt die für Quantencomputer typischen Mikrowellen-Qubits in gut übertragbare optische Photonen um․ Zentraler Akteur dieses Quanten-Übersetzers sind ultrakalte Rubidium-Atome, die als Photonen-Wandler agieren und dabei die Verschränkung der Quanten aufrechterhalten․ Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Fernverbindung von Quantencomputern, wie․․․

​​​​​Qudits mehrdimensional verschränkt
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Nicht nur Null und Eins: Physiker haben erstmals Qudits mit bis zu fünf Zuständen gleichzeitig verschränkt und mit ihnen ein Logikgatter konstruiert․ Dadurch können diese Quantenteilchen mit mehr Zuständen gleichzeitig rechnen als nur mit Null und Eins․ Die nun erzielte hochdimensionale Verschränkung solcher Systeme aus gefangenen Ionen macht das Quantenrechnen effizienter und die Fehlerkorrektur einfacher,․․․

​​​​​Quantencomputer gegen Primzahl-Verschlüsselung
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Angriff auf die Kryptografie: Eine neue Quanten-Architektur könnte gängige Verschlüsselungen auf Basis multiplizierter Primzahlen knacken helfen․ Denn das Quantensystem kann normalerweise unumkehrbare logische Operationen reversibel machen – und so selbst große Zahlen in ihre Primzahlfaktoren zerlegen․ Allerdings: Um das zurzeit gängige 2048-Bit-Protokoll der RSA-Verschlüsselung zu knacken, bräuchte man selbst mit diesem System rund 14 Millionen․․․

​​​​​Graphen für Quantenbits der Zukunft
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Neue Art von Qubits: Doppellagiges Graphen könnte das Rechnermaterial der Zukunft werden․ Denn dieses Material erzeugt Quantenpunkte aus nahezu perfekt symmetrischen Paaren von Elektronen und Löchern, wie Physiker jetzt ermittelt haben․ Demnach sind diese Doppel-Quantenpunkte besonders robust gegen Störungen und gut auslesbar – was sie zu vielversprechenden Kandidaten für Halbleiter-Qubits in künftigen Quantencomputern macht, wie․․․

​​​​​Quantenprozessor überrundet Supercomputer
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Wichtiger Schritt im Quantenrechnen: Dank eines neuen Verfahren können Quantencomputer selbst ohne aufwendige Fehlerkorrektur korrekte und praktisch nutzbare Ergebnisse liefern, wie nun ein Test mit dem IBM-Quantencomputer „Eagle“ belegt․ Der 127-Qubit-Rechner absolvierte häufig in der Physik benötigte Berechnungen korrekt und bewältigte dabei Schwierigkeitsgrade, die für den konkurrierenden Supercomputer nicht mehr machbar waren, wie das Team․․․