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Erster Atom-Chip entwickelt

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  • Erster Atom-Chip entwickelt

    Der Atom-Chip

    Physiker von der Ludwig-Maximilians-Universität München und dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik haben einen Atom-Chip geschaffen, wie sie in der neuesten Ausgabe von Nature berichten. Dabei wurde der Quantenzustand der Bose-Einstein-Kondensation (BEC) mit einem Mikrochip verbunden, der aus einer Silberschicht auf einer Aluminium-Nitrit-Keramik-Verbindung besteht. Im BEC geben Atome vorübergehend ihre "Eigenständigkeit" auf – sie verhalten sich gewissermaßen wie ausgedehnte Wellenpakete, die im Gleichtakt schwingen.

    Bewegen sich in einem herkömmlichen Chip die Elektronen durch die Drähte, so schweben die Atome beim Atom-Chip oberhalb der Ströme, die durch den Festkörper fließen. Die BEC wird über eine magneto-optische Falle erzeugt, die schneller und einfacher ist als bei bisherigen Atom-Chips. Bei ihrem Atom-Chip ist weniger Strom nötig als bei vorhergehenden Versuchen, die Vakuumanforderungen sind nicht mehr so streng und sie haben zusätzlich eine Förderbandstruktur entwickelt, die das Kondensat sofort zur gewünschten Stelle transportiert, wenn es erzeugt wird.

    Anwendungsgebiete für einen Atom-Chip gibt es viele: Miniaturversionen hoch präziser Atom-Uhren, spezielle Sensoren für Präzisionsmessungen oder Navigationssysteme. Der Atom-Chip könnte aber auch in Quantenkommunikations- oder Verschlüsselungssystemen eingesetzt werden. Und natürlich wäre er ein entscheidendes Element für den Quantencomputer. (Andrea Naica-Loebell)

    Quelle:
    http://www.heise.de/newsticker/data/fr-05.10.01-000/
    Ich bin kleiner als klein und kleiner als die kleinste Einheit!

  • #2
    Also wenn ich das richtig verstehe werden die Zustände 0 und 1 in Quantenzuständen von Atomen gespeichert. Schöne Sache, ein Schritt zur nächsten Computergeneration.

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    • #3
      Nicht schlecht. Wieder einmal ein Triumph des menschlichen Genies.
      Solche Erfindungen finmde ich deshalb wichtig, weil man damit, wenn sie erst einmal leistungsfähig genug sind, Berechnungen anstellen aknn, die ein normaler Computer nie schaffen würde. Wer weiß, vielleicht kann so Krebs oder Aids heilbar werden, oder mAN ERFINDET eine Art Warpantrieb oder....jedenfalls werden solche Computer dabei entscheidend mithelfen.
      "Wohl jede Theorie wird einmal ihr nein erleben, die meisten schon kurz nach ihrer Entstehung."

      - Albert Einstein

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      • #4
        Was ich nicht ganz verstehe ist: ist das jetzt schon ein Qunatenrechner, wo alle Bits GLEICHZEITIG 0 und 1 sind (Schrödingers-Katzen-Theorie, Paralleluniversentheorei) oder WEISS man von einem Bit eindeutig, dass es 0 bzw. 1 ist.
        ..... ::::: mostly retired ::::: .....
        but still, It's kind of fun to do the impossible.

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        • #5
          Was ich nicht ganz verstehe ist: ist das jetzt schon ein Qunatenrechner, wo alle Bits GLEICHZEITIG 0 und 1 sind (Schrödingers-Katzen-Theorie, Paralleluniversentheorei) oder WEISS man von einem Bit eindeutig, dass es 0 bzw. 1 ist.
          Das kann man auf folgendes Experiment übertragen: Tu ein Elektron in ein geschlossenes Gefäß. Die qunatenmechanische Wellenfunktion des Elektrons gibt nun an, dass es sich mit 100%er Wahrscheinlichkeit im gefäß befindet. Schiebe eine Trennwand in das Gefäß, dass es in zwei gleich große Hälften teilt. Die qunatenmechanische Wellenfunktion gibt nun an, das sich das Elektrons mit 50%er Wahrscheinlichkiet in einem der Hälften befindet. Trenne beide teile, und alles bleibt gleich. Schaue dann in einem Teil nach, und das Elektron ist dort drin und verschwindet aus der aderen Hälfte. Da ist es nun drin, in die andere Hälfte kann es jetztb natürlich nciht mehr rein. Im Quantencomputer könnte dasd Elektron ein Bit sein, dessen Zustanbd solange ungewiß bleibt, bis der Computer nachschaut, d.h. auf den Speicher zugreift.

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          • #6
            @Hubi
            Schönes Beispiel
            Aber wie kann ich das jetzt für Rechenoperationen bzw. Informationsverarbeitung nutzen oder geht das so dass man diese Quantenbits parallel so oft abfragt bis es statistisch gesehen bis auf eine zu vernachlässigende Wahrscheinlichkeit der richtige Wert ist
            P.S: 80er-Nostalgie als Interessensgebiet, wenn man 86 geboren ist. Wie kommt das?

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            • #7
              Die genaue Funktionsweise eines Quantencomputers kenne ich zwar nicht, aber warum die Überlagerung der Zustände 1 und 0 so bedeutend ist, kann ich versuchen, aus dem Gedächtnis zu rekonstruieren:

              Mit konventionellen Rechnern führst du in einem Schritt eine Rechenoperation durch, d.h. du hast ein Bit A, führst damit eine Operation durch und erhältst Bit B.
              Quantencomputer funktionieren ähnlich: Du hast Qubit A (das Quantenäquivalent zu einem konventionellen Bit), führst damit eine Operation durch und erhältst Qubit B.
              Der Unterschied von konventionellen zu Quantencomputern ist, dass du bei Quantencomputern mehrere Operationen in einem Schritt (also parallel) durchführen kannst: Du hast mehrere Bits, die du zu einem Qubit überlagerst (sind deine Bits z.B. 0,1,1,0,1, dann ist das Qubit die Überlagerung dieser Zustände, also irgendwas zwischen 0 und 1), d.h. in einem Qubit stecken die Informationen von mehreren Bits. Dieses Qubit wird in einem Schritt verarbeitet und danach kann man aus dem Ergebnis die einzelnen Bits wieder extrahieren. Wie genau das funktioniert, das weiß ich leider nicht auswendig.
              Man hat also in einem Schritt mehrere Bits verarbeitet, indem man sie zu einem Qubit überlagert hat.
              "Es ist schwierig zu antworten, wenn man die Frage nicht versteht." (Zitat Sarek, Star Trek IV)

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              • #8
                Originalnachricht erstellt von Kamin
                Aber wie kann ich das jetzt für Rechenoperationen bzw. Informationsverarbeitung nutzen oder geht das so dass man diese Quantenbits parallel so oft abfragt bis es statistisch gesehen bis auf eine zu vernachlässigende Wahrscheinlichkeit der richtige Wert ist
                Ich denke das ist so wie Admiral Cartwright es erklärt hat.
                Originalnachricht erstellt von Kamin
                P.S: 80er-Nostalgie als Interessensgebiet, wenn man 86 geboren ist. Wie kommt das?
                Als erstes mochte ich die Autos aus den 80ern. Dann die Musik. Außerdem faszinierte mich die Situation von Westberlin, die Stadt die mitten im Ostblock ihre eigene Welt innerhalb der Mauer aufgebaut hat. Ich mochte auch den fantastischen Anblich der NSA Spionagestation auf dem Teufelsberg im Grunewald. Nach 1992 wurde sie immer mehr auseinandergenommen. Ich hatte auch keine schöne Schulzeit in den 90ern, die Zeit mag ich gar nicht. So ist das halt gekommen, das Interesse begann aber erst 1999.

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                • #9
                  @Hubi
                  Sehr interessante Entwicklung.
                  Jedoch ist es bei mir etwas direkter, denn ich habe die Zeit - zumindest die 2. Hälfte der 80er noch bewusst miterlebt und neben der Musik (höre ich noch immer ) hat mir auch die Computerszene (C64) damals einfach besser gefallen. Das war halt noch das totale Insidergeschäft damals wogegen es jetzt leider zu einem Massenmarkt geworden ist

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                  • #10
                    Ich frag mich ja immer wieder, warum man Computern nicht endlich abgewöhnt nur in 0 und 1 zu rechnen. Auch bei den Atom-Chips ist die erreichbare Geschwindigkeit sehr begrenzt, auch wenn die "Schaltzeit" extrem gering ist. Auch löst das das sicher auftredende "Platzproblem" nicht. Wenn aber ein "Schaltteil" mehr als nur 2 Zustände erreichen könnte, würde man damit den benötigten Platz verringern und die Geschwindigkeit erhöhen. Soweit ich jetzt gelesen habe, funktioniert der Atom-Chip immer noch mit Strom... WARUM? Strom ist mittlererweile das grösste Übel, welches Microchipentwickler ereilt. Stichwort Induktiver Widerstand, Kapazitiver Widerstand, etc..
                    Die einzige sinnvolle Entwicklung derzeit sind die Chips auf Molekularbasis, mit derzeit 4 verschiedenen Zuständen und optischer Reaktion. IMHO ist das die Zukunft der Computertechnologie.

                    Gruss
                    Mein "kleiner-mich-oft-in-den-Wahnsinn-treibender" Schatz
                    DAS AMD-Forum

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                    • #11
                      Originalnachricht erstellt von Kamin
                      @Hubi
                      Sehr interessante Entwicklung.
                      Jedoch ist es bei mir etwas direkter, denn ich habe die Zeit - zumindest die 2. Hälfte der 80er noch bewusst miterlebt und neben der Musik (höre ich noch immer ) hat mir auch die Computerszene (C64) damals einfach besser gefallen. Das war halt noch das totale Insidergeschäft damals wogegen es jetzt leider zu einem Massenmarkt geworden ist
                      Also hättest Du lieber wieder Zustände wie in einer Geheimgesellschaft, die dann natürlich auch wieder als Minderheit gebrandmarkt wurde was zu Ausgrenzung und "Spezialistentum" führte.

                      Ich finde es gut, daß heute jeder Computer bedienen und die meisten sie verstehen können. Das ist docvh Sinn und Zweck eines Arbeitsgerätes wie es ein Elektronenrechner darstellt.

                      Gegen selbsternannte Eliten. Für die Emanzipation des Normalo-Users
                      »We do sincerely hope you'll all enjoy the show, and please remember people, that no matter who you are, and what you do to live, thrive and survive, there are still some things that make us all the same. You, me, them, everybody!«

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                      • #12
                        @[MQC]BrainRunner
                        Wie willst du denn einen Computer sonst rechnen lassen?Bisher geht das nur mit dem binären Code,und mit Strom.Wie soll denn irgendwas funktionieren,wenn es keinen Strom kriegt?Selbstz unser synaptisches System funktioniert nur mit Strom,und unser Gehirn ist bekanntlich das komplexeste "Rechenzentrum",das es gibt!

                        Und was meinst du mit Chips auf molekularer Basis?
                        Möp!

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                        • #13
                          Die heutigen Microchips arbeiten elektronisch, [MQC]BrainRunner schlägt vor sie bioneural arbeiten zu lassen. Und das braucht wohl weniger Strom. Die 4 Zustände (Quadritonik) würden viel mehr Speicherkapazität zulassen. Dieses System wird ja in ST verwendet. Wieviel Watt braucht eigentlich einen menschlcihes Gehirn?

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                          • #14
                            Auch Bioneurale Schaltkreise brauchen Strom!Und Quadritonik halte ich für Unsinn.Wieviel Watt ein Gehirn verbraucht weiß ich nicht.
                            Möp!

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                            • #15
                              @ Cu Chulainn
                              Aber bioneurale Schaltkreise brauchen weniger Strom. Der Strom wird durch chemische Prozesse gewonnen, wodurch IMO noch Energie gespecihert wird. Wieso hältst du Quadritonik für Unsin?

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