Dekohärenz und Relaxation in NMR Quantencomputern: Quantifizierung und Skalierungseigenschaften

• Applicant: Professor Dr. Dieter Suter
• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: from 2000 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5253314

Informationsverarbeitung auf der Basis von überlagerten quantenmechanischen Zuständen bietet ein großes Potential, falls geeignete physikalische Systeme gefunden werden, auf denen sich entsprechende Algorithmen implementieren lassen. Eines der größten Hindernisse für nutzbringende Anwendungen stellt die Dekohärenz dar. Während sie bei einfachen Systemen, bestehend aus wenigen qubits, kaum stört, steigt die Fehlerrate mit der Komplexität des Systems rasch an. Die bisher erfolgreichste Implementation eines Quantencomputers ist der NMR-Quantencomputer. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Forschungsprojektes soll deshalb untersucht werden, wie unterschiedliche Relaxationsmechanismen zum Zerfall der verschränkten Zustände beitragen, welche während eines NMR-QIV Experimentes erzeugt werden. Auf theoretischer Seite sollen die vorhandenen Ansätze zur Beschreibung der Dekohärenz von generischen Quantencomputern mit der NMR-Relaxationstheorie verglichen werden. Es soll nach Möglichkeiten zur Minimierung der Dekohärenz gesucht werden, z.B. durch die Identifizierung von Unterräumen mit geringer Dekohärenz. Dazu werden die relevanten Relaxationsmechanismen identifiziert und ihre Skalierungseigenschaften analysiert. Die theoretischen Resultate sollen an konkreten Beispielen experimentell verifiziert werden.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1078: Quanten-Informationsverarbeitung
• Major Instrumentation: Shimsystem incl. Probenkopf für Hochauflösungs-NMR
• Instrumentation Group: 1740 Hochauflösende NMR-Spektrometer