Eine Quantum Journey – Von der Technologie zum konkreten Use Case

Petar Nikolov, Vassil T. Galabov

Fedor M. Mitschke

Abstract Lichtstrahlen können durch Vermittlung eines nichtlinearen Materials in verschiedener Weise miteinander wechselwirken. Daraus ergibt sich die Perspektive für eine auf der Optik basierende Technologie der Verarbeitung und Übermittlung von Daten, für die sich die Bezeichnung „Photonik”︁ durchsetzt. An konkreten Beispielen werden aktuelle Entwicklungen in der Photonik illustriert.

Thomas Ayral

Matthias Fink

Quantum Experiments on Space Scale (QUESS) ist eine Zusammenarbeit zwischen der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) und dem IQOQI, welche sich zum ziel gemacht hat den ersten Quantum space to ground link zu realisieren. Ein Satteltet mit zwei verschiedenen Einzelphotonenquellen wird von der CAS bis ende 2016 in seinen Orbit gebracht. Das ziel des IQOQI ist es bis dahin vier Bodenstationen in Europa mit der nötigen Technologie auszustatten. Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll ein Detektormodul realisiert werden welches die Polarisation der Photonen trotz atmosphärischen Turbulenzen analysieren kann.

Gui‐Lu Long, Peter R. Müeller, Jack Patterson

Michael J. Hartmann, Frank Deppe

Zusammenfassung Mit dem Sycamore‐Quantenprozessor von Google gelang zum ersten Mal überzeugend ein Experiment, in dem ein Quantensystem ein Problem besser löst als derzeit verfügbare herkömmliche Supercomputer. Die Hardware basiert auf der Technologie der supraleitenden Quantenschaltkreise. Ihr wird schon länger ein besonders großes Skalierungspotenzial hin zu mehr Quantenbits bescheinigt. Der verwendete Chip besitzt 53 Qubits. Sie sind in einem zweidimensionalen quadratischen Gitter angeordnet und durch Nächste‐Nachbar‐Wechselwirkung gekoppelt. Somit stellt das Experiment einen großen technologischen Fortschritt für das gesamte Feld der Quantenwissenschaften und ‐technologien dar. Obwohl der praktische Nutzen derzeit noch gering erscheint, sind die Arbeiten des Google‐Teams ein wichtiger Schritt hin zu skalierbarem Quantenrechnen. Damit erscheint erstmals eine fehlerkorrigierte, supraleitende Quantencomputer‐Architektur in nicht allzu ferner Zukunft möglich.