Een toekomstige kwantumcomputer, met behulp van kwantumbits, of qubits, zou in staat zijn om problemen op te lossen die niet op te lossen zijn voor klassieke computers. Wetenschappers worstelen momenteel om apparaten te bouwen met meer dan een paar qubits, omdat ze elkaars goede werking wederzijds belemmeren.

Onderzoekers onder leiding van professor Ferdinand Schmidt-Kaler en Dr. Ulrich Poschinger aan de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU) in Duitsland hebben nu de werking aangetoond van een register van vier qubits dat bestaat uit atomaire ionen die in een microchipval zijn gevangen. De ionenqubits kunnen vrij in de val worden geplaatst, zodat lasergestuurde kwantumbewerkingen met hoge nauwkeurigheid mogelijk blijven.

Het team heeft de generatie van een verstrengelde toestand van vier qubits gerealiseerd, waarin elk van de qubits zijn individuele identiteit verliest, maar het register als geheel heeft wel een welomschreven staat.

Dit is bereikt door opeenvolgende bewerkingen op paren qubits, verweven met ionenbewegingsoperaties. De resulterende kwantumtoestand wordt gedragen door qubits die zijn verdeeld over macroscopische schalen tot enkele millimeters.

De benadering voor het realiseren van een kwantumcomputer op basis van bewegende ionen in een microgestructureerde val werd oorspronkelijk voorgesteld door het team van natuurkunde Nobelprijswinnaar David J. Wineland genaamd "quantum CCD" voor de analogie met de gecontroleerde beweging van ladingen in de apparaten die ten grondslag liggen aan moderne camera's.

Het werk van Kaufmann en collega's verscheen in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven .