Lichtspeicher für Quantencomputer

Wissenschaftler der Australian National University haben erstmals einen Festkörper-Quantenspeicher realisiert. Einzelheiten ihres Experimentes, bei dem sie einen Laserpuls in einem tiefgekühlten Kristall gestoppt haben, beschreiben die Forscher in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsjournals Nature.

Ein funktionierender Quantenspeicher könnte nicht nur die Arbeit an Quantencomputern enorm voranbringen, sondern auch die bislang auf Punkt-zu-Punkt-Verbindungen beschränkte Quantenkryptograpie in kompletten Netzwerken ermöglichen. Denn nur Quantenspeicher können so genannte verschränkte Quantenzustände speichern, ohne sie beim Auslesen gleich wieder zu zerstören. Erst Quantenspeicher auf der Basis von Rubidiumdampf wurden zwar bereits 2004 gezeigt; Speicherdauer und Effizienz waren jedoch bislang noch recht kurz.

Das wollen die Wissenschaftler um Matthew Sellars nun ändern. Sie nutzen einen mit Praseodym dotierten Yttrium-Orthosilikatkristall, an den sie, während der zu speichernde Laserpuls auf den Kristall trifft, ein elektrisches Feld anlegen. Bei Umkehrung des elektrischen Feldes gibt der Kristall den Lichtpuls quasi wieder frei. Mit dieser Technik erreichten sie eine Effizienz von 69 Prozent. Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler nun die bislang unerreicht hohe Effizienz bei der Speicherung mit langen Speicherzeiten kombinieren – theoretisch, so die Wissenschaftler, spräche nichts dagegen, Licht über Stunden hinweg im Kristall zu speichern. (wst)