​​​​​Physiker entwickeln „Quanten-Modem“
#Technik #Glasfaser #Photonen #Physik #QuantenInternet #QuantenModem #Quantencomputer #Quantensprung #Quantenzustand #Qubit

„Übersetzer“ zwischen Qubits und Photonen: Deutsche Physiker haben eine Vorstufe zu einem neuartigen Quanten-Modem entwickelt – einem Bauteil, das Information von einem Quantencomputer in das Glasfasernetz schickt, ohne deren Quanteneigenschaften zu zerstören․ In ersten Tests erwies sich das Bauteil aus Erbiumatomen in einem Silikatkristall bereits als effizienter „Übersetzer“, wie die Forscher berichten․ Quantencomputer und das․․․

​​​​​Tempolimit im Quantenreich
#Technik #AtomTransport #Atome #Laserfalle #Materiewelle #Quantenoperation #Quantenphysik #Quantenzustand #Tempolimit

Limit für Atome: Physiker haben erstmals das Maximal-Tempo für den Transfer von atomaren Quantenzuständen bestimmt․ Ihr Experiment bestätigt, dass das Tempolimit für solche Quanten-Operationen niedriger liegt als für einfache Zustandswechsel․ Gleichzeitig enthüllt es, dass die Atome durch „Ruckeln“ schneller heil ans Ziel kommen․ Diese Erkenntnis ist unter anderem für Quantencomputer hilfreich, wie die Forscher erklären․

​​​​​Erstes Makro-Objekt in Quantenruhe
#Technik #Gravitationswellen #Grundzustand #LaserInterometer #LIGO #Physik #Quantenrauschen #Quantenzustand #Vibration

Ruhe bis auf Quantenebene: Physiker haben erstmals ein normalgroßes Objekt bis fast zum Grundzustand heruntergekühlt – den Zustand, in dem selbst Atome kaum noch vibrieren․ Möglich wurde dies durch die ultrapräzisen Laser am LIGO-Gravitationswellendetektor․ Mit ihnen konnten die Forscher das „Quantenrauschen“ der schweren Detektorspiegel messen und dann solange gegensteuern, bis die Schwingungen fast völlig stoppten,․․․

​​​​​Neuer Materiezustand im Supraleiter
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Überraschende Entdeckung: In einem Supraleiter haben Physiker einen zuvor unbekannten Materiezustand entdeckt․ Dabei entstanden Cluster aus jeweils vier gemeinsam agierenden Elektronen – normalerweise bilden sich beim Übergang zur Supraleitung nur Elektronenpaare․ Dieser „bosonische Metallzustand“ eröffnet ganz neue Einblicke in die physikalischen Mechanismen der Supraleitung und könnte neue Anwendungen hervorbringen, wie die Forscher im Fachmagazin „Nature․․․

​​​​​Schrödingers Katze ausgetrickst
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Reversibles „Belauschen“: Nach gängiger Lehrmeinung kollabiert der quantenphysikalische Zustand der Überlagerung, sobald eine Messung erfolgt – dies verdeutlicht das berühmte Gedankenexperiment von Schrödingers Katze․ Doch was passiert, wenn man die Box dieser Katze nur ein klein wenig öffnet und beispielsweise nur ihren Schwanz sieht? Die Folgen einer solchen unvollständigen Messung haben Physiker nun in einem․․․

​​​​​Quantenrechnen mit mehr als Null und Eins
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Acht statt nur zwei: Bisher sind Quantencomputer an gängige Digitaltechnik angepasst – sie rechnen mit Nullen und Einsen․ Jetzt haben Physiker einen Quantenrechner konstruiert, der mehr kann: Anders als Quantenbits haben seine Quanten-Digits aus Calcium-Ionen acht auslesbare Zustände und ermöglichen so mehr Rechenleistung mit weniger Quantenteilchen․ Solche nicht-binären Quantencomputer könnte für viele Anwendungen weit geeigneter․․․

​​​​​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․․․

​​​​​Erstes Bose-Einstein-Kondensat aus Excitonen
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Endlich geschafft: Physikern ist es erstmals gelungen, auch Quasiteilchen in ein Bose-Einstein-Kondensat zu bringen – einen exotischen Zustand, in dem sich alle Teilchen wie ein einziges „Superatom“ verhalten․ Das Experiment weist damit nach, dass dies auch bei ultrakalten Excitonen, Quasiteilchen aus Elektronen und positiv geladenen „Löchern“, funktioniert․ Dies klärt eine seit Jahrzehnten offene Frage und․․․

​​​​​Neue Art der Spinflüssigkeit nachgewiesen
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Ungeordnet bis zum Schluss: Physiker haben bei Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt einen neuartigen Quantenzustand nachgewiesen – eine neue Form der Spinflüssigkeit․ Bei dieser bleiben die Elektronenspins im kristallinen Material trotz extremer Kälte ungeordnet und damit flüssig, weil sie mit den ebenfalls ungeordnet bleibenden Atomorbitalen im Kristallgitter wechselwirken․ Eine solche Spin-Orbital-Flüssigkeit wurde noch nie․․․

​​​​​Wasserstoff zeigt exotischen Quantenzustand
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Neuartige Reaktion: Wasserstoff kann unter Druck einen exotischen Zustand einnehmen, der bisher nur von ultrakalten Quantenflüssigkeiten bekannt war․ Dabei bilden Elektronen benachbarter Atome trotz Abstoßung Paare und die Energie des Wasserstoffs nimmt dadurch trotz Anregung ab statt zu, wie Physiker berichten․ Ihre Berechnungen legen nahe, dass ein ionisiertes Wasserstoff-Plasma unter Druck ein solches „Roton-artiges“ Verhalten․․․

​​​​​Genauester Blick in schwingende Wasserstoffmoleküle
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Blick auf fundamentale Wechselwirkungen: Physiker haben die Schwingungen in ionisierten Wasserstoffmolekülen so genau wie nie zuvor gemessen․ – und so grundlegende physikalische Modelle und Naturkonstanten zu überprüfen․ Das Ergebnis: Die mittels Laserspektroskopie ermittelten Werte stimmen mit den Theorien zum Quantenverhalten von geladenen Baryonen überein․ Ob es demnach eine Physik jenseits der etablierten Quantenmechanik gibt, bleibt․․․