Kurz berichtet   >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

Wandlungsfähige Rydberg-Atome

Einer Forschungsgruppe der Universitäten Stuttgart, Innsbruck und Nottingham ist es erstmals gelungen, einen Quantensimulator zu beschreiben, der mit heutiger Technik realisierbar ist. Die Arbeit geht zurück auf eine Idee des Nobelpreisträgers Richard Feynman. Er erkannte, dass herkömmliche Computer mangels Rechenleistung niemals in der Lage sein werden, das Verhalten von komplexen Quantensystemen zu berechnen. Feynman schlug daher vor, ein anderes Quantensystem als Quantensimulator zu verwenden. Damit dieser Ansatz funktioniert, müssen die einzelnen Bauelemente des Quantensimulators genau kontrolliert werden, um das Verhalten des zu simulierenden Systems nachzubilden. Die Wissenschaftler unter der Leitung von Prof. Hans Peter Büchler (Institut für Theoretische Physik III der Uni Stuttgart) und Peter Zoller (Innsbruck) konnten nun zeigen, dass diese Kontrolle mit ultrakalten Atomen in einem hochangeregten Rydberg-Zustand möglich ist. Um die gewünschten Eigenschaften des Quantensimulators herzustellen, nutzten sie die starken Wechselwirkungen zwischen benachbarten Rydberg-Atomen. „Dieses Verfahren bringt uns dem Traum eines universellen Quantensimulators, der das Verhalten jedes beliebigen Quantensystems beschreiben kann, einen großen Schritt näher“, so Büchler. Darüber hinaus konnte die Gruppe zeigen, dass sich die Methode für ein neuartiges Kühlverfahren eignet. Über die Ergebnisse berichtete die Fachzeitschrift Nature Physics: Hendrik Weimer, Markus Müller, Igor Lesanovsky, Peter Zoller, Hans Peter Büchler. A Rydberg Quantum Simulator, Nature Physics, doi:10.1038/NPHYS1614 (2010). Die Arbeit entstand im Rahmen des transregionalen Sonderforschungsbereichs SFB/TRR 21 (Control of quantum correlations in tailored matter). uk