Ein Quantencomputer aus vibrierenden Kohlenstoff-Nanoröhren

Computer stellen die Information die sie verarbeiten als Nullen und Einsen, sogenannte Bits, dar. Während ein klassischer Computer nur eine Bit-Sequenz der Form 010110001011... auf einmal behandeln kann, wäre ein quantenmechanischer Computer in der Lage alle möglichen dieser Sequenzen gleichzeitig zu verarbeiten. Mit jedem Bit, dass man einer Sequenz hinzufügt verdoppelt sich also die Anzahl der Sequenzen, die ein Quantencomputer parallel verarbeiten kann. Diese enorme Rechenleistung, die man von einem zukünftigen Quantencomputer erwarten kann, basiert auf der Tatsache dass Quantenmechanische Systeme in mehreren Zuständen gleichzeitig existieren können, wie ein Elektron sich beispielsweise an mehreren Orten gleichzeitig befinden kann. Solche Superpositionszustände sind aber sehr fragil gegenüber den Einflüssen der Umgebung eines Systems, was die Realisierung eines Quantencomputers zu einer großen Herausforderung macht. In diesem Vortrag werde ich ein Konzept für einen Quantencomputer vorstellen, der die Information die er verarbeitet in den Schwingungen von wenige Nanometer kleinen Stangen, sogenannten Kohlenstoff-Nanoröhren, speichert. Hier repräsentiert ein Schwingungszustand eine Null und ein anderer eine Eins. Ich werde erklären wie man elementare Rechenschritte mit solch schwingenden Nanoröhren durchführen kann und abschliessend die Perspektiven für eine Umsetzung des Konzepts beleuchten.