Eindämmung von Dekohärenz in der Kontrolle logischer Quantenbits und Quantenregister

• Antragsteller: Professor Dr. Götz S. Uhrig
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255316213

Quanteninformationsverarbeitung zu verwirklichen ist eine besonders komplexe Aufgabe, weil schädliche Umgebungswechselwirkungen die gewünschte Zeitentwicklung, die die Informations-verarbeitung realisiert, stören. Zusätzlich muss die kohärente Kontrolle von Quantenregistern, d.h. von Sätzen von Quantenbits, robust gegen kleine Ungenauigkeiten sein und mit minimalem Energieeintrag arbeiten. Dynamische Entkopplung, optimale Kontrolle und Quantenfehlerkorrektur sind Hauptkonzepte um diesbezüglich Fortschritte zu machen. Ihre jeweiligen Vorteile sollen im vorliegenden Projekt in einem bottom-up Zugang kombiniert werden. Dynamische Entkopplung ist zur Unterdrückung von niederfrequentem Rauschen geeignet. Die Fehlerkorrekturalgorithmen gehen von schnell abfallenden Rauschkorrelationen aus, so dass sie gut hochfrequentes Rauschen unterdrücken können. Der geplante theoretische Zugang beginnt bei den experimentell realisier¬baren physikalischen Quantenbits und untersucht, wie logischen Quantenbits in ihnen optimal und robust kodiert werden können. Die Optimierung und die Robustheit der Gatter, die die logischen Quantenbits schalten, sind das nächste Ziel. Analytische und numerische Methoden werden parallel eingesetzt, um ihre jeweiligen Stärken zu nutzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Beteiligte Personen: Professor Daniel Lidar, Ph.D.; Professor Dr. Dieter Suter; Professor Dr. Christof Wunderlich