Leuchtturmlinse macht Computer schneller

(1) Querschnitt einer Fresnel-Linse (Scheinwerferlinse) (2) Querschnitt einer normalen Linse mit gleichem Durchmesser und gleicher Brennweite.

Die Geschwindigkeit und Genauigkeit von Quantencomputern lassen sich durch winzige Linsen erheblich steigern. Das berichten australische Physiker in der Zeitschrift "Physical Review Letters". In ihren Experimenten verbesserten sie die Informationsverarbeitung, indem sie die verwendeten Lichtimpulse bündelten. Sie versprechen sich dadurch eine Weiterentwicklung besonders von Netzwerken mit langen Distanzen.

Zum Einsatz kam dabei die Miniaturausgabe einer Linse, die bereits 1822 von Augustin Jean Fresnel entwickelt wurde. Deren ursprüngliche Einsatzorte waren Leuchttürme, deren Leuchtfeuer sie von weitem sichtbar machten. Die sogenannten Fresnel-Linsen finden heute auch in Frontscheinwerfern von Autos, in der Veranstaltungs- und Theatertechnik oder etwa bei Einstellscheiben der Sucher von Spiegelreflexkameras Verwendung.

Erstmals gelang nun die Umsetzung dieses Prinzips beim Quantencomputer. Dieser ist mit seiner auf ein- und ausgeschaltetem Licht basierenden Technik besonders auf richtige Lichtbündelung angewiesen. "Durch Miniaturlinsen konnten wir das Licht von einzelnen Ionen effizient abbilden. Das erlaubt schnellere Verarbeitung und weniger Fehler", so Studienleiter David Kielpinski von der Griffith University http://www.griffith.edu.au. Beim Quantenprozessor ist das Licht eines einzigen Ions das Ergebnis einer Rechnung, wobei die Leuchtstärke meist bloß ein Billionstel einer Glühbirne beträgt.

Billige Herstellung

Ein Vorteil dieser Linsen ist, dass sie günstig und gut skalierbar sind. "Ihre Erzeugung verläuft ähnlich wie jene von Computerchips. Das bedeutet, dass wir eine, hundert oder auch 10.000 Linsen mit nur wenig Preisunterschieden einsetzen können", betont Kielpinskis Kollege Erik Streed. Da bei den stets größer werdenden Quantencomputer die Zahl der Ionen zunimmt, kann man auch die Zahl der Linsen steigern, um die von den Ionen verarbeiteten Ergebnisse besser auszulesen.

Quelle: pressetext.redaktion Johannes Pernsteiner