Mit Fullerenen zum Quantencomputer

(PresseBox) (Jülich, ) Quantencomputer sollen bestimmte Aufgaben einmal wesentlich effizienter berechnen können als herkömmliche, siliziumbasierte Computer. Doch noch fehlen geeignete Materialien für eine alltagstaugliche Umsetzung. Die Realisierbarkeit eines Quantencomputers auf der Basis von Elektronenspins zu demonstrieren, ist das Ziel eines aktuellen materialwissenschaftlichen Gemeinschaftsprojekts des Forschungszentrums Jülich und der Universitäten Mainz und Osnabrück, das die VolkswagenStiftung mit 550.000 Euro über drei Jahre fördert.

Der Projektverbund soll die Grundlagen für einen Quantencomputer schaffen, der auf speziellen Fullerenen basiert, fußballförmigen Kohlenstoffmolekülen, in die jeweils ein Stickstoffatom eingebettet ist. Der Elektronenspin dieser Stickstoffatome dient als Qubit, das Analogon eines Bits in der Quanteninformationstechnologie. Die Fullerene sorgen dafür, dass der Spin stabil ist. Gleichzeitig verhindern sie allerdings auch, dass die Daten direkt ausgelesen werden können. Das soll über einen Umweg gelingen: Die Fullerene sollen auf Diamanten mit sogenannten Stickstoff-Fehlstellen platziert werden, mit denen die Qubits wechselwirken und die optisch ausgelesen werden können.

Am Jülicher Peter Grünberg Institut ist geplant, eine Anlage aufzubauen, mit der die hitzeempfindlichen gefüllten Fullerene bei niedrigen Temperaturen in Nanoröhren aus Kohlenstoff eingebracht und darin auf dem Diamanten ausgerichtet werden können. Dies soll im Rahmen einer Promotionsarbeit geschehen. Wenn die Synthese wie geplant klappt, hoffen die Projektpartner, die Kopplung der ausgerichteten Qubits mit den Fehlstellen noch während der geplanten Projektlaufzeit gemeinsam beobachten zu können.

Informationen zum Peter Grünberg Institut, Elektronische Eigenschaften (PGI-6): http://www.fz-juelich.de/pgi/pgi-6/DE/Home/home_node.html

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