En framtida kvantdator, med hjälp av kvantbitar, eller qubits, kanske kan lösa problem som inte går att hantera för klassiska datorer. Forskare kämpar för närvarande med att bygga enheter med mer än några qubits, eftersom de ömsesidigt hindrar varandras korrekta funktion.

Forskare under ledning av professor Ferdinand Schmidt-Kaler och Dr. Ulrich Poschinger vid Johannes Gutenberg-universitetet Mainz (JGU) i Tyskland har nu demonstrerat hur ett fyrkvittersregister fungerar som består av atomjoner fångade i mikrochipfälla. Jonqubits kan placeras fritt i fällan, så att laserdrivna kvantoperationer med hög noggrannhet förblir möjliga.

Teamet har insett genereringen av ett intrasslat tillstånd med fyra qubits, där var och en av qubiterna förlorar sin individuella identitet, men registret som helhet har ett väldefinierat tillstånd.

Detta har åstadkommits genom sekventiella operationer på par qubits, sammanflätad med jonrörelser. Det resulterande kvanttillståndet bärs av qubits som är fördelade över makroskopiska skalor på upp till flera millimeter.

Tillvägagångssättet för att förverkliga en kvantdator baserad på rörliga joner i en mikrostrukturerad fälla föreslogs ursprungligen av fysiksteamet Nobelpristagaren David J. Wineland kallad "quantum CCD" för analogin med den kontrollerade rörelsen av laddningar i de enheter som ligger bakom modern kameror.

Verket av Kaufmann och medarbetare fanns i tidningen Fysiska granskningsbrev .