Gigantische Superatome bieten neue Werkzeuge für Quantencomputer

Forscher der Chalmers Universität für Technologie stellten am 19. Februar 2026 ein theoretisches Modell für ein neues Quantensystem vor: „gigantische Superatome“. Diese Systeme sollen Schlüsselherausforderungen bei der Entwicklung von Quantencomputern überwinden, insbesondere die Dekohärenz, bei der Quantenbits (Qubits) durch Umgebungsinteraktionen Informationen verlieren.

Quantencomputer werden voraussichtlich Bereiche wie die Medikamentenentwicklung und die Verschlüsselung revolutionieren, indem sie Probleme lösen, die über die Fähigkeiten heutiger Computer hinausgehen. Die Realisierung praktikabler Quantencomputer wird jedoch durch die Tendenz von Qubits behindert, ihre Quantenzustände bei der Interaktion mit ihrer Umgebung zu verlieren. Das neu vorgeschlagene Konzept des gigantischen Superatoms vereint zuvor untersuchte „gigantische Atome“ und „Superatome“ zu künstlichen Strukturen, die kollektiv agieren.

Das vor über einem Jahrzehnt in Chalmers entwickelte Konzept des „gigantischen Atoms“ ermöglicht es Qubits, gleichzeitig mit ihrer Umgebung an mehreren Orten zu interagieren, was Schutz vor Dekohärenz bietet. Superatome sind künstliche Konstrukte, bei denen mehrere natürliche Atome einen Quantenzustand teilen und als eine einzige Einheit fungieren. Die Kombination ermöglicht es mehreren gigantischen Atomen, als eine Einheit zu agieren, was die Speicherung und Kontrolle von Quanteninformation innerhalb einer einzigen Entität ermöglicht.

Der Hauptautor Lei Du erklärte, dass gigantische Superatome „einen völlig neuen Satz von Fähigkeiten bieten und uns ein leistungsfähiges neues Werkzeug-Set“ für die Steuerung von Quanteninformation und die Erzeugung von Verschränkung auf neuartige Weise liefern. Das Forschungsteam plant nun den Übergang von der theoretischen Entwicklung zur praktischen Herstellung dieser Quantensysteme, was einen bedeutenden Schritt in Richtung skalierbarer und zuverlässiger Quantentechnologien darstellt.