Wie man Qubits implementiert
Bauart
Noch ist das Konstruieren von Quantenrechnern ein großes Experimentierfeld. Qubits lassen sich auf sehr unterschiedliche Weise implementieren – etwa mit Ionenfallen, Gitterdefekten, supraleitenden Schaltkreisen oder Halbleiterspins.
Wer einen Quantenphysiker nach der Realisierbarkeit von Quantenrechnern fragt, wird vermutlich als eine der ersten Antworten eine Liste mit Zutaten erhalten, die er dafür benötigt. Diese Liste aus dem Jahr 2000, die auf den Jülicher Physiker David DiVincenzo zurückgeht, nennt Kriterien, die ein Quantencomputer bieten muss.
Der erste Punkt auf DiVincenzos Liste ist recht naheliegend und besagt, dass man ein physikalisches System wohldefinierter Quantenbits braucht (siehe Kasten „DiVincenzos Liste“). Solche Qubits bilden die kleinste Einheit eines Quantenprozessors und entsprechen den Bits eines klassischen Computers (siehe Artikel „Überlagert“ auf Seite 8). Der Knackpunkt: Die Qubits müssen skalierbar sein, ihre Zahl und damit die Leistung des Quantenprozessors muss sich einfach vergrößern lassen. Dieses Detail ist die einzige Herausforderung, die der Entwicklung nützlicher Quantencomputer derzeit noch im Wege steht.