Mit ERC Grant zu schnelleren Quantencomputern

Markus Hennrich vom Institut für Experimentalphysik erhält einen hochdotierten ERC Starting Grant. Damit bekommen mit den schon im Juni ausgezeichneten Hanns-Christoph Nägerl und Roland Wester in diesem Jahr drei Innsbrucker Physiker diese renommierte europäische Nachwuchsförderung. Bereits im Vorjahr wurde Francesca Ferlaino und Gregor Weihs diese Förderung zugesprochen.
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Bild: Markus Hennrich vom Institut für Experimentalphysik

Schon im Juni erhielten der Quantenphysiker Hanns-Christoph Nägerl und der Molekülphysiker Roland Wester von der Universität Innsbruck die Zusage für die Förderung mit einem ERC Starting Grant. Nun wurde auch Markus Hennrich aus der Forschungsgruppe um den Quantenphysiker Rainer Blatt darüber informiert, dass sein Vorhaben zum Bau schnellerer und skalierbarer Quantencomputer mit gefangenen Riesen-Ionen gefördert wird. Der Europäische Forschungsrat unterstützt grundlagenorientierte Pionierforschung von herausragenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern. Mit dem ERC Starting Grant werden erfolgreiche junge Forscherinnen und Forscher mit hoch dotierten Projektbudgets gefördert.

Schnellere und skalierbare Quantencomputer mit gefangenen Riesen-Ionen

Quantencomputer versprechen viele Rechnungen signifikant schneller zu lösen als klassische Computer. Im Gegensatz zu klassischen Rechnern, die Zahlen in Form von Bits mit dem Wert Null oder Eins speichern, können Quantencomputer beide Zahlen gleichzeitig in sogenannten Quantenbits realisieren. Dies ermöglicht quantenmechanischen Computern mit vielen Zahlen parallel zu rechnen und somit schneller zum gewünschten Ergebnis zu kommen.
Einer der derzeit größten Quantenrechner wird in Innsbruck betrieben. Er verwendet gefangene Ionen zum Speichern der Quanteninformation und kann mit bis zu 14 Quantenbits rechnen. Für Rechnungen jenseits der Kapazität klassischer Computer würden einem Quantencomputer in etwa 50 Quantenbits genügen.
Um solche großen und schnellen Quantencomputer zu entwickeln, will Markus Hennrich nun einem Vorschlag der Theoretiker um Peter Zoller folgen und dafür sogenannte Rydberg-Ionen verwenden. Diese Ionen will er mit Laserlicht in hochangeregte Zustände bringen. „Hier bewegen sich die äußeren Elektronen auf riesigen Bahnen um den Atomkern“, sagt Hennrich. „Dadurch reagieren sie sehr empfindlich auf äußere Felder und können andere Ionen auf größere Distanzen spüren.“ Diese Technologie verspricht für die Zukunft schnelle Rechenoperationen zwischen weiter voneinander entfernten Ionen und somit signifikant größere Quantencomputer.

Zur Person

Markus Hennrich wurde 1972 in Schwäbisch Hall, Deutschland, geboren. Nach seinem Studium der Physik an der Universität Stuttgart promovierte er im Jahr 2003 am Max-Planck-Institut für Quantenoptik und der TU München über die kontrollierte Erzeugung einzelner Lichtteilchen. Anschließend forschte er am Institute of Photonic Sciences (ICFO) in Barcelona an Quantennetzwerken mit gefangenen Ionen. Seit 2007 arbeitet er als wissenschaftlicher Assistent und seit Dezember 2010 als Assistenzprofessor in der Forschungsgruppe von Rainer Blatt am Institut für Experimentalphysik der Universität Innsbruck. Hier trägt er zu wegweisenden Experimenten der Quanteninformationsverarbeitung mit gefangenen Ionen bei.

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