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F.A.Z. v. 22.3.2000

Vier Berylliumionen miteinander verschränkt

Ungewöhnlicher Quantenzustand / Von Rainer Scharf

Vier Berylliumionen sind von Wissenschaftlern des National Institute of Standards and Technology in Boulder/Colorado in einen verschränkten Quantenzustand gebracht worden ("Nature", Bd. 404, S. 256). Die Ionen verhalten sich in diesem Zustand auf eine der Anschauung widersprechende Weise: Ihre quantenmechanischen Spins zeigen zugleich in Richtung eines vorliegenden Magnetfeldes und ihm entgegen. Bislang hatte man nur Paare von Ionen oder Tripel von Photonen miteinander verschränkt, wobei der Erfolg der Experimente vom Zufall abhing. Jetzt haben die Wissenschaftler ein neuartiges Verfahren benutzt, mit dem sie die Ionen wesentlich schneller und mit größerer Ausbeute verschränken können. Dazu wurden die Berylliumionen in einer elektromagnetischen Falle mit Hilfe von Radiowellen festgehalten und einem Magnetfeld ausgesetzt. Die Ionen lagen in einer Reihe, ihre Spins zeigten in Feldrichtung. Mit wohldosierten Laserpulsen wurden die lonenspins so ausgerichtet, dass die vier Ionen den gewünschten verschränkten Zustand annahmen. Mit einem weiteren Laserstrahl haben die Wissenschaftler untersucht, ob die Teilchen bei Messungen tatsächlich immer gleich reagieren. Dies war immerhin in 70 Prozent aller Experimente der Fall. Das Ergebnis lässt sich vermutlich noch wesentlich verbessern, wenn man die Lichtintensität der Laser besser stabilisiert, mit denen die Ionen, bestrahlt wurden. Mit dem neuen Verfahren können voraussichtlich auch mehr als vier Ionen miteinander verschränkt werden. Verschränkte Teilchen benötigt man, in großer Zahl für den Quantencomputer, der Berechnungen ermöglichen soll, die mit herkömmlichen Computern nicht möglich sind. 
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