Die Speicherzelle besteht aus acht gekoppelten Kalziumatomen und gilt nach Angaben der Österreichischen Akademie der Wissenschaften als wichtiger Schritt zu völlig neuartigen Rechenmaschinen, von denen sich Forscher bislang unerreichbare Leistungen erhoffen. Jedes Kalzium-Atom repräsentiert ein so genanntes Qubit, die fundamentale Informationseinheit für solche Quantencomputer. In der klassischen Informatik bilden jeweils acht Bit ein Byte.

Während jedoch ein klassisches Byte lediglich 256 verschiedene Werte annehmen kann, besteht der so genannte Rechenraum der acht gekoppelten Atome aus 65.536 zum Großteil unabhängigen Elementen, wie die Akademie am Mittwoch mitteilte. Vorteil künftiger Quantencomputer ist es, dass Qubits mehrere Werte gleichzeitig repräsentieren können. So lassen sich nach Angaben der Innsbrucker Forscher mit 300 Atomen bereits mehr Zahlen darstellen als es Atome im Universum gibt.

Für die Konstruktion des Quantenbytes fingen die Forscher um Rainer Blatt und Hartmut Häffner acht elektrisch geladene Kalziumatome, so genannte Ionen, mit elektromagnetischen Feldern in einer Ionenfalle ein. Mit Hilfe von Laserstrahlen ordneten sie die Ionen in einer Reihe an und "verschränkten" sie anschließend, so dass sie einen quantenmechanisch gekoppelten Zustand bildeten. Damit sei es weltweit erstmals gelungen, eine größere Anzahl von Atomen miteinander zu verschränken, berichten die Forscher vom Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) im britischen Fachblatt "Nature".

Ob die Entwicklung einmal in einem künftigen Quantencomputer Verwendung finden wird, lässt sich noch nicht absehen. Forscher weltweit verfolgen verschiedene Konzepte für den Quantenrechner. "Für unsere Forschung ist allerdings entscheidend, dass wir mit diesem Experiment nun ein Werkzeug zur Hand haben, mit dem wir die Prozesse der Quanteninformationsverarbeitung sehr genau studieren können", erläuterte Blatt. (dpa/tc)