Molekulare Computer

Schematische Darstellung einer molekularen Maschine auf Basis der internen Schwingungszustände von Wolfram-Hexacarbonyl. Die Maschine hat fünf interne Zustände (Speicherplätze), und vier Ausgänge.

Dies ist ein sehr innovatives Feld bei dem wir experimentell die Möglichkeiten untersuchen, ob die inneren Freiheitsgrade von Molekülen für quantenmechanische Berechnungen genutzt werden könnten. Hier wenden wir uns den Miniaturisierungsgrenzen der Nanotechnologie zu, und wir hoffen auch, eine neue Technologie für sehr schnelle "Prozessoren" damit entwickeln zu können. Da die molekulare Dynamik innerhalb von Femtosekunden stattfindet, würden molekulare Prozessoren Petabit-Raten prinzipiell zulassen. Im wesentlichen konzentrieren wir uns aber derzeit auf unsere ersten Schritte. Wir wollen molekulare Maschinen mit einer endlichen Anzahl von Schaltzuständen finden. Die Schaltung soll dabei auf der internen Dynamik von optisch angeregten Zuständen basieren. Die optische Bandbreite unserer Laser erlaubt es uns dabei, mehrere Zustände simultan zu beobachten. Unser Versuchskaninchen ist das Molekül W(CO)₆. Die Arbeiten daran werden sehr wesentlich durch unsere Zusammenarbeit mit Theoriegruppen der Hebrew University (Israel) und Univ. Liège (Belgien) unterstützt. Wir wissen, dass das Molekül W(CO)₆ fünf interne Zustände und vier Ausgänge hat. Damit können wir eine so genannte Master-Gleichung aufstellen. Wir haben mittlerweile bewiesen, dass eine molekulare Maschine auf Basis der intramolekularen Entwicklung von nichtstationären Schwingungen gebaut werden kann. Wir verwenden unsere langjährige Erfahrung in kohärenter Kontrolle dazu, um einzelne Schwingungsmoden mit hoher Wahrscheinlichkeit sehr selektiv anzuregen.

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