Die Erforschung der Quantenverschränkung
Die Steuerung von Quantensystemen ist für die Wissenschaft von immer größerem Interesse und verspricht zugleich leistungsstarke Anwendungen und Technologien. Die verschränkten Zustände vieler Teilchen verbessern unser Verständnis von grundlegenden Aspekten der Quantenwelt und deren Übergang in die klassische Welt. Zu diesem Zweck beabsichtigte das EU-finanzierte Projekt "Entanglement for quantum information with ion strings" (Entanglement 40CAQIP) die Erforschung grundlegender praktischer Aspekte der Vielteilchen-Verschränkung mit Ionenketten. Wissenschaftler entwickelten großmaßstabliche vielteilchen-verschränkte Quantenzustände und untersuchten den Kohärenzzerfall und den Übergang zum klassischen Zustand. Über den Kohärenzzerfall hinaus beobachteten die Wissenschaftler, dass die Vielteilchen-Verschränkung, wenn einer dissipativen Umgebung ausgesetzt, dynamische Eigenschaften und neue Arten von Zuständen und Anwendungen aufwies. Als Lösung für computergenerierte Fehler führten die Projektmitglieder mehrfache Fehlerkorrektur-Zyklen an ihrer Rechnerarchitektur sowie einen Quanten-Feedback-Algorithmus durch. Eine der größten Errungenschaften des Projekts bestand in der Entwicklung eines digitalen Quantensimulators, der die Dynamik von Wechselwirkungen mit sehr hoher Genauigkeit abbilden kann. Die Untersuchungsergebnisse von Entanglement 40CAQIP gaben Aufschluss über das Gebiet der Quantenverschränkung und werden sich hoffentlich für einen Großteil der experimentellen Systeme, die sich der Quantenrechung und Metrologie bedienen, als hilfreich erweisen.
