Verfahren und Anordnung zur Verarbeitung von quantenmechanischen Informationseinheiten

摘要

Festkörper-Quantencomputer mit lokalen Steuerzugängen basieren auf der ortsfesten Anordnung der Spins als quantenmechanische Informationseinheiten. Lokale Steuerzugänge erlauben die dynamische Modifikation der Resonanzfrequenz einzelner Spins sowie der Kopplung der Spins untereinander zur individuellen Adressierung der Spins zur Durchführung von Rechenoperationen. Bekannte lokale Steuerzugänge sind leistungsschwach und schwer herzustellen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Elektronenspins von Einschlussatomen in endohedralen Fullerenen genutzt, die untereinander über magnetische Dipol-Dipol-Wechselwirkung (105) in elektromagnetischer Kopplung (J) stehen. Die Steuerung der Resonanzfrequenz (omega) erfolgt durch einen kontrollierten Elektronentransfer zum oder vom Käfig der endohedralen Fullerene (104) mit einstellbarer Verweildauer. Die Steuerung der elektromagnetischen Kopplung (J) erfolgt durch eine kontrollierte Winkeländerung (theta) (108) zwischen der Orientierung des äußeren Magnetfeldes (B) (109) und dem Verbindungsvektor (r) (107) benachbarter Fullerene (104). Realisierungen von Elektronenspin-Quantencomputern sehen matrizenartige Anordnungen endohedraler Fullerene (104) mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen (omega) vor. Adressier-Steuerzugänge können insbesondere als großflächige Elektroden (103) ausgeführt sein, Kopplungs-Steuerzugänge können insbesondere mechanisch, optisch oder chemisch realisiert sein.