Neues aus der Wissenschaft

Forschende am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) haben gemeinsam mit dem Chemieunternehmen Covestro eine neue Methode entwickelt, um chemische Modelle auf fermionischen Quantensimulatoren abzubilden. Der große Vorteil: Die im Labor erzeugten energetischen Zustände folgen denselben physikalischen Gesetzen wie Elektronen – und spiegeln so direkt das Verhalten der simulierten Moleküle wider. Damit gelang es dem Team, quantenchemische Algorithmen auf einen fermionischen Quantensimulator zu übertragen. mehr

Ein Forschungsteam am MPQ hat mithilfe eines Quantensimulators mit neutralen Atomen überraschende Eigenschaften der Thermalisierung in zweidimensionalen Quantensystemen bestätigt. Die Studie zeigt, wie der Anfangszustand das thermodynamische Verhalten solcher Systeme maßgeblich beeinflussen kann –anders als in klassischen Modellen. Die Ergebnisse liefern neue Einblicke in das Verhalten von Quantensystemen außerhalb des Gleichgewichts. mehr

Jahrzehntelang ging die Quantenmechanik davon aus, dass alle beobachtbaren Teilchen in zwei Kategorien fallen: Fermionen und Bosonen. Nun steht diese dichotome Sichtweise auf der Kippe, denn zwei Theoretiker haben die Austauschstatistik von Teilchen untersucht und gezeigt, dass unter gewissen physikalischen Bedingungen eine dritte Kategorie existieren kann: sog. Parateilchen. mehr

Ein Forschungsteam am MPQ hat erste Hinweise auf Streifenbildung in einem Fermi-Hubbard-Modell mit kalten Atomen gefunden. Mit Hilfe eines Quanten-gasmikroskops und einer speziellen gemischt-dimensionalen Geometrie konnten sie spezielle Eigenschaften beobachten, die mit Supraleitung in Verbindung stehen - ein enormer Fortschritt für das Verständnis dieser Materiephase und in der Anwendung von Quantensimulatoren. mehr

Das Seltene-Erden-Metall Erbium könnte in zukünftigen Quanten-Netzwerken eine Schlüsselrolle spielen. Einem Forschungsteam am Max-Planck-Institut für Quantenoptik und der Technischen Universität München ist es gelungen, bis zu 360 Erbiumionen – mehr als dreimal so viel wie davor – in einer dünnen Kristallmembran spektral aufzulösen und individuell zu kontrollieren. Die Ergebnisse sind im Fachjournal Advanced Optical Materials erschienen. mehr

Theoretiker sind in der Quanteninformatik einen großen Schritt vorangekommen. Es geht um eine altbekannte Frage: Können Quantencomputer trotz Fehlern komplexe Probleme besser lösen als klassische Computer? In einer neuen Studie zu analogen Quantensimulatoren – spezielle Quantengeräte, die physikalische Systeme imitieren können – haben die Forscher genau das gezeigt: auch bei Fehlern bleiben sie stabil und liefern akkurate Ergebnisse. mehr

Physikern am Max-Planck-Institut für Quantenoptik ist es in Kooperation mit dem Quantencomputer-Start-up planqc gelungen, ein Quantenregister mit 1200 Atomen zusammenzusetzen und anschließend über eine Stunde lang ununterbrochen zu betreiben. Bislang waren Anordnungen dieser Größe aufgrund unvermeidlicher Atomverluste nur schwer aufrechtzuhalten. Dieser neue Forschritt markiert einen Durchbruch auf dem Weg zu skalierbaren Quantencomputern. mehr