Cluster-Zustände und Graphen-Codes: Ein Weg zum Quantenspeicher

• Antragsteller: Dr. Dirk-Michael Schlingemann
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5404647

Der Einweg-Quantencomputer liefert ein neues Modell zur Realisierung von Quanten-Algorithmen. Ein hochverschränkter Vielteilchen-Zustand (Cluster-Zustand) dient als zugrunde liegende Resource. Dieser wird aus einer Anordnung von individuell präparierten Qubits durch kontrolliertes Ein- und Ausschalten einer Nächster-Nachbar-Wechselwirkung erzeugt. Durch sequentielle Messungen einzelner Qubits läßt sich jeder Quanten-Algorithmus implementieren. Graphen-Codes liefern ein Verfahren zur Quantenfehlerkorrektur, welches direkt in Cluster-Zuständen realisiert werden kann. Die zu schützende Information wird durch Präparation einer geeigneten Menge von Cluster-Qubits in den Cluster eingelesen. Durch die Messung der Input-Qubits wird die Information auf die übrigen Cluster Qubits verteilt und somit, aufgrund der Verschränkung im Cluster, gegen Dekohärenz geschützt. Eine Kombination aus dem Konzept des Einweg-Quantencomputers mit der Quantenfehlerkorrektur durch Graphen-Codes dient als Grundlage zur mathematischen Beschreibung eines Quantenspeicher-Bausteines.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Kooperationspartner: Professor Dr. Reinhard F. Werner