Untersuchung der Grundlagen für die verlustfreie Speicherung von Quanteninformation in Quantencomputern
Auf dem Gebiet der Quanteninformationstechnologie sind in den letzten Jahren schon wichtige Durchbrüche gelungen, aber die verlustfreie Speicherung von Quanteninformation bleibt eine große Herausforderung. Abhilfe erhoffen sich einige Forscher, indem sie Daten topologisch speichern, d.h. in Eigenschaften, die bei kontinuierlichen Verformungen erhalten bleiben. Die Unempfindlichkeit topologischer Störungen oder Veränderungen kann sie vor Verlust bewahren. In einem topologischen Quantenrechner wäre somit die große Hürde des Quanteninformationsverlustes überwunden.
In dem Projekt wird die Machbarkeit von topologischem Quantencomputing (TQC) basierend auf dem fraktionellen Quanten-Hall-Effekt geprüft. Dazu gehört sowohl die theoretische Fortentwicklung als auch die experimentelle Prüfung der für das TQC relevanten Prozesse und technischen Realisierungen einschließlich der Optimierung der notwendigen Materialien mit der Molekularstrahlepitaxie.
Quantenrechner nutzen die Quantenphysik, um Aufgaben zu lösen, die für gewöhnliche Computer praktisch unlösbar sind. Falls Quantencomputer hergestellt werden könnten, würde das unsere Gesellschaft wohl in ähnlicher Weise verändern wie die Erfindung der heutigen Computer verändern. In den letzten Jahren sind schon wichtige Durchbrüche gelungen, aber die verlustfreie Speicherung von Quanteninformation ist eine große Herausforderung.
Es werden theoretische Analysen von relevanten Prozessen/Geometrien entwickelt sowie das notwendige höchstreine Probenmaterial mit Hilfe der Molekularstrahlepitaxie bereitgestellt. Die mögliche Einsetzbarkeit von anderen fraktionellen Quanten-Effekten in der Quanteninformations-verarbeitung wird untersucht.