Quantensysteme gewinnen heute eine immer stärkere Bedeutung für technologische Innovationen in der Informationsverarbeitung, der Kryptographie, der Photonik, der Spintronik oder im Hochleistungsrechnen. Sie stehen in ständiger Wechselwirkung mit ihrer Umgebung, die ihre Funktionsweisen in vieler Hinsicht beeinflussen. Physikern der Universität Bayreuth ist es jetzt in Kooperation mit Partnern an den Universitäten Edinburgh und St. Andrews gelungen, einen neuartigen Algorithmus zur Simulation und Berechnung dieser Einflüsse zu entwickeln. In „Nature Physics“ stellen sie ihre für das Verständnis von offenen Quantensystemen wegweisende Entdeckung vor.
Auf dem Weg zu einer neuen Art von Supraleitung: Publikation in "Nature".
Während die herkömmliche Elektronik auf dem Transport von Elektronen beruht, könnten Bauteile, die nur Spin-Informationen weitergeben, vielfach energieeffizienter arbeiten. Physiker der Technischen Universität München (TUM) und des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung in Stuttgart haben nun einen wichtigen Fortschritt für die Entwicklung solcher Bauteile erzielt. Materialien dieser Art könnten auch der Schlüssel zu weniger störungsanfälligen Quantencomputern werden.
Die Entwicklung eines topologischen Lasernetzwerks durch ein Team des Exzellenzclusters ct.qmat ist unter den Top-Ten-Nominierungen für die Auszeichnung als „Durchbruch des Jahres“.
Während die Anzahl der Qubits und die Stabilität der Quantenzustände die derzeitigen Quantencomputer noch begrenzen, gibt es Fragen, bei denen diese Prozessoren ihre enorme Rechenleistung bereits jetzt nutzen können. In Zusammenarbeit mit dem Google Quantum AI Team haben Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) und der University of Nottingham mit einem Quantenprozessor den Grundzustand eines sogenannten Toric Code-Hamiltonian simuliert – ein archetypisches Modellsystem in der modernen Physik der kondensierten Materie, das ursprünglich im Zusammenhang mit der Quantenfehlerkorrektur vorgeschlagen wurde.
Israelische und deutsche Forscher:innen des Exzellenzclusters ct.qmat – Komplexität und Topologie in Quantenmaterialien haben die weltweit erste Methode entwickelt, um ein Netzwerk oberflächenemittierender Laser dazu zu bringen, wie ein einziger Laser zu agieren - als hocheffektives Lasernetzwerk in Sandkorngröße. Die Forschungsergebnisse wurden heute in der renommierten Fachzeitschrift Science online veröffentlicht.
Physiker des Würzburg-Dresdner Exzellenzclusters ct.qmat – Complexity and Topology in Quantum Matter haben ein neues Quantenmaterial erfunden und hergestellt. „Indenen“ besteht aus einer einzelnen Atomlage des chemischen Elements Indium und gehört zur Materialklasse der sogenannten topologischen Isolatoren. Sein maßgeschneidertes Struktur-Design als dreieckiges Atomgitter ist für solche Materialien nicht nur vollkommen neu, sondern bietet auch wesentliche Vorteile für zukünftige Anwendungen. Topologische Isolatoren gelten seit ihrem ersten Nachweis als Zukunftsmaterial für Quantencomputer und die Entwicklung kleinster elektronischer Bauteile.
Ein Team der Technischen Universität München (TUM) hat einen Computerchip entworfen und fertigen lassen, der Post-Quanten-Kryptografie besonders effektiv umsetzt. Solche Chips könnten in Zukunft vor Hacker-Angriffen mit Quantencomputern schützen. In den Chip haben die Forscherinnen und Forscher zudem Hardware-Trojaner eingebaut. Sie wollen untersuchen, wie solche „Schadprogramme aus der Chipfabrik“ enttarnt werden können.
Mit starken Laserpulsen erzeugen Physiker des attoworld-Teams am Max-Planck-Instituts für Quantenoptik und der Ludwig-Maximilians-Universität München erstmals protonierten Wasserstoff an Nanooberflächen.
Mit einer jungen experimentellen Methode lassen sich topologische Phänomene viel schneller, günstiger und flexibler untersuchen. Erst vor knapp zwei Jahren haben Forscher:innen des Exzellenzclusters ct.qmat "Topolektrische Schaltkreise" realisiert und wichtige Pionierarbeiten zu deren Verständnis geleistet. Nun ist dem Team um den Würzburger Physiker Ronny Thomale erneut ein Durchbruch gelungen: Die Beobachtung topologischer Effekte in einem Schaltkreis, der mittels dämpfender und verstärkender Elemente Energie mit seiner Umgebung austauschen kann. Die theoretische Grundlage hierfür könnte in Zukunft lichtgesteuerte Computer ermöglichen.
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