„Quantenmaschine“ – Versionsunterschied

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Die '''Quantenmaschine''' ist ein Gerät, dessen gesamte Bewegungen den Gesetzen der [[Quantenmechanik]] folgt. Die Idee, dass nicht nur Objekte in der Größenordnung von [[Molekül]]en, sondern auch [[makroskopisch|makroskopische]] Objekte den Gesetzen der Quantenmechanik folgen könnten, stammt bereits aus den Anfängen der [[Quantenmechanik]] im frühen 20. Jahrhundert <ref>E. Schrödinger. The present situation in quantum mechanics. Naturwissenschaften, 23:807–812; 823–828; 844–849, 1935.</ref><ref>A. J. Leggett. Testing the limits of quantum mechanics: motivation, state of play, prospects. J. Phys.: Condens. Matter, 14:R415–R451, 2002.</ref>. In der Größenordnung von [[Molekül]]en und darunter liefertenexperimentelle Messungen bereits Ergebnisse, die der [[Klassische Physik|klassischen Physik]] widersprechen. Allerdings sind Quanteneffekte bei makroskopischen Objekten nicht leicht beobachtbar, wie das [[Gedankenexperiment]] [[Schrödingers Katze]] deutlich macht. Folglich konnten Quantenzustände in der Bewegung nur unter besonderen Umständen bei extrem niedrigen Temperaturen beobachtet werden. Die Fragilität der Quanteneffekte bei makroskopischen Objekten könnte durch die [[Dekohärenz]] verursacht sein <ref>W. H. Zurek. Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical. Reviews of Modern Physics, 75:715–765, 2003.</ref>, obwohl derzeit keine ausreichenden Beweise für diese Behauptung existieren.
Die '''Quantenmaschine''' ist ein Gerät, dessen gesamte Bewegungen den Gesetzen der [[Quantenmechanik]] folgt. Die Idee, dass nicht nur Objekte in der Größenordnung von [[Molekül]]en, sondern auch [[makroskopisch|makroskopische]] Objekte den Gesetzen der Quantenmechanik folgen könnten, stammt bereits aus den Anfängen der [[Quantenmechanik]] im frühen 20. Jahrhundert <ref>''Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik'' In: Naturwissenschaften (Organ der Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte – Berlin, Springer) – Bd. 23, 1935 {{DOI|10.1007/BF01491891}} (Teil 1)], {{DOI|10.1007/BF01491914}} (Teil 2)], {{DOI|10.1007/BF01491987}} (Teil 3)</ref>. In der Größenordnung von [[Molekül]]en und darunter liefertenexperimentelle Messungen bereits Ergebnisse, die der [[Klassische Physik|klassischen Physik]] widersprechen. Allerdings sind Quanteneffekte bei makroskopischen Objekten nicht leicht beobachtbar, wie das [[Gedankenexperiment]] [[Schrödingers Katze]] deutlich macht. Folglich konnten Quantenzustände in der Bewegung nur unter besonderen Umständen bei extrem niedrigen Temperaturen beobachtet werden. Die Fragilität der Quanteneffekte bei makroskopischen Objekten könnte durch die [[Dekohärenz]] verursacht sein <ref>W. H. Zurek. Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical. Reviews of Modern Physics, 75:715–765, 2003.</ref>, obwohl derzeit keine ausreichenden Beweise für diese Behauptung existieren.


Die erste Quantenmaschine wurde am 4. August 2009 von Aaron D. O'Connell an der [[University of California, Santa Barbara]] im Rahmen seiner Promotion unter der Leitung von Andrew N. Cleland und John M. Martinis entwickelt. Die bahnbrechenden Arbeit wurde anschließend in der Zeitschrift [[Nature|Nature]] im März 2010 veröffentlicht <ref>A. D. O’Connell, M. Hofheinz, M. Ansmann, R. C. Bialczak, M. Lenander, E. Lucero, M. Neeley, D. Sank, H. Wang, M. Weides, J. Wenner, J. M. Martinis, and A. N. Cleland. Quantum ground state and single-phonon control of a mechanical resonator. Nature, 464:697–703, April 2010.</ref>.
Die erste Quantenmaschine wurde am 4. August 2009 von Aaron D. O'Connell an der [[University of California, Santa Barbara]] im Rahmen seiner Promotion unter der Leitung von Andrew N. Cleland und John M. Martinis entwickelt. Die bahnbrechenden Arbeit wurde anschließend in der Zeitschrift [[Nature|Nature]] im März 2010 veröffentlicht <ref>A. D. O’Connell, M. Hofheinz, M. Ansmann, R. C. Bialczak, M. Lenander, E. Lucero, M. Neeley, D. Sank, H. Wang, M. Weides, J. Wenner, J. M. Martinis, and A. N. Cleland. Quantum ground state and single-phonon control of a mechanical resonator. Nature, 464:697–703, April 2010.</ref>.

Version vom 21. Dezember 2010, 14:32 Uhr

Die Quantenmaschine ist ein Gerät, dessen gesamte Bewegungen den Gesetzen der Quantenmechanik folgt. Die Idee, dass nicht nur Objekte in der Größenordnung von Molekülen, sondern auch makroskopische Objekte den Gesetzen der Quantenmechanik folgen könnten, stammt bereits aus den Anfängen der Quantenmechanik im frühen 20. Jahrhundert [1]. In der Größenordnung von Molekülen und darunter liefertenexperimentelle Messungen bereits Ergebnisse, die der klassischen Physik widersprechen. Allerdings sind Quanteneffekte bei makroskopischen Objekten nicht leicht beobachtbar, wie das Gedankenexperiment Schrödingers Katze deutlich macht. Folglich konnten Quantenzustände in der Bewegung nur unter besonderen Umständen bei extrem niedrigen Temperaturen beobachtet werden. Die Fragilität der Quanteneffekte bei makroskopischen Objekten könnte durch die Dekohärenz verursacht sein [2], obwohl derzeit keine ausreichenden Beweise für diese Behauptung existieren.

Die erste Quantenmaschine wurde am 4. August 2009 von Aaron D. O'Connell an der University of California, Santa Barbara im Rahmen seiner Promotion unter der Leitung von Andrew N. Cleland und John M. Martinis entwickelt. Die bahnbrechenden Arbeit wurde anschließend in der Zeitschrift Nature im März 2010 veröffentlicht [3].

Das renommierte US-Journal Science, herausgegeben durch den weltweit größten interdisziplinären Wissenschaftsverbund American Association for the Advancement of Science (AAAS, Amerikanische Gesellschaft zur Förderung der Naturwissenschaften) mit Sitz in Washington, hat die Quantenmaschine zur Top-Erfindung des Jahres 2010 gekürt. Jeweils zum Ende eines Jahres ehrt der Wissenschaftsverbund die bedeutendsten Errungenschaften des jeweiligen Wissenschaftsjahres.

Abgesehen von dem Beginn einer neuen Ära wird der Quantenmaschine auch ein praktischen Nutzen zugesprochen. Der Prototyp könnte den Weg zur Kontrolle über die Vibrationen eines Objekts auf der Quantenebene bahnen und zu ultrasensitiven Bewegungsdetektoren führen.

Einzelnachweise

  1. ↑ Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik In: Naturwissenschaften (Organ der Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte – Berlin, Springer) – Bd. 23, 1935 doi:10.1007/BF01491891 (Teil 1)], doi:10.1007/BF01491914 (Teil 2)], doi:10.1007/BF01491987 (Teil 3)
  2. ↑ W. H. Zurek. Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical. Reviews of Modern Physics, 75:715–765, 2003.
  3. ↑ A. D. O’Connell, M. Hofheinz, M. Ansmann, R. C. Bialczak, M. Lenander, E. Lucero, M. Neeley, D. Sank, H. Wang, M. Weides, J. Wenner, J. M. Martinis, and A. N. Cleland. Quantum ground state and single-phonon control of a mechanical resonator. Nature, 464:697–703, April 2010.

Literatur

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