Quanten-Synchronisation macht Computer zuverlässiger
Forscher zeigen: Neue Methode trotzt Störungen und Fertigungsfehlern – ein Durchbruch für Quantencomputer.

Quantencomputer gelten als die Zukunft der Datenverarbeitung – sie könnten Probleme lösen, an denen selbst die stärksten Supercomputer scheitern. Doch sie haben eine fatale Schwäche: Sie sind extrem störanfällig. Schon kleinste Erschütterungen, Temperaturschwankungen oder Fertigungsungenauigkeiten bringen die empfindlichen Quantenzustände durcheinander. Das macht es bislang nahezu unmöglich, Quantencomputer im Alltag einzusetzen.
Ein Team theoretischer Physiker am japanischen RIKEN-Zentrum für Quantencomputing hat nun einen Weg gefunden, dieses Problem zu umgehen. Die Forscher um Franco Nori und Adam Miranowicz schlagen eine Methode vor, bei der sich zwei Quantensysteme nur in eine Richtung synchronisieren – ähnlich wie eine Einbahnstraße für Schallteilchen, sogenannte Phononen. Wird Licht oder ein Magnetfeld von einer Seite angelegt, geraten die Systeme in Takt; von der anderen Seite nicht. Dieser Effekt heißt nicht-reziproke Quantensynchronisation.
Das Besondere: Die Synchronisation bleibt selbst dann stabil, wenn die Bauteile nicht perfekt gefertigt sind oder Umgebungsrauschen auftritt. „Wir waren begeistert zu entdecken, dass die Quantensynchronisation selbst bei erheblichen Unzulänglichkeiten und Störungen bestehen bleibt“, sagt Deng-Gao Lai, einer der Autoren der Studie. Bisher galt das ohne aufwendige Schutzmechanismen als unmöglich.
Die Forscher kombinierten zwei separate Quanteneffekte in einem einzigen Rahmenwerk. Dadurch entsteht eine robuste Einbahnstraßen-Synchronisation, die den Weg für praktische Quantentechnologien ebnen könnte. „Unsere Forschung legt ein neues Fundament für die Erzeugung robuster nicht-reziproker Quantenressourcen mit zukünftiger praktischer Anwendbarkeit“, erklärt Nori.
Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht. Das Team plant nun, die Methode in Quantennetzwerken und fehlerresistenten Quanteninformationsprozessen zu testen. Sollte sich der Ansatz in der Praxis bewähren, könnten Quantencomputer endlich den Sprung aus dem Labor in die reale Anwendung schaffen – mit potenziell revolutionären Auswirkungen auf Medizin, Materialforschung und Kryptographie.
Diese Geschichte ist zu gut, um sie für sich zu behalten.
So erzählst du es weiter
„Stell dir vor: Quantencomputer, die nicht bei jedem Lüftchen abstürzen. Genau das haben Forscher jetzt möglich gemacht."
Magst du solche Geschichten?
Hol dir jeden Morgen eine — kuratiert, belegt, werbefrei. Kein Doomscrolling.
Weiteres aus wissenschaft
KI-Impfstoff gegen Coronaviren besteht ersten Test am Menschen
Ein von KI entwickelter Impfstoff wirkt gegen mehrere Coronaviren gleichzeitig – und schützt sogar vor noch unbekannten Varianten.
Über 1.000 unbekannte Korallenriffe vor Australien entdeckt
Satellitenbild-Überlagerung enthüllt tausende Riffe in trüben Gewässern Nordaustraliens
KI warnt Badegäste an der Ostsee vor gefährlichen Vibrionen
Frühwarnsystem sagt Bakterien bis zu fünf Wochen im Voraus voraus – basierend auf 1.500 Wasserproben