Mehrfaches Quantenecho

Anregung der Spins von Phosphor-Atomen in Silizium mit Mikrowellen-Pulsen C. Hohmann / MCQST Mehrfach-Echos durch starke Kopplung zwischen Spins und Mikrowellen-Photonen - Ein Forschungsteam der Technischen Universität München (TUM), der TU Wien und der Bayerischen Akademie der Wissenschaften entdeckte einen bemerkenswerten Echoeffekt - er bietet spannende, neue Möglichkeiten für die Arbeit mit Quanteninformation. Kleine Teilchen können einen Drehimpuls haben, der in eine bestimmte Richtung zeigt - den sogenannten Spin. Durch ein Magnetfeld lässt sich dieser Spin manipulieren. Das nutzt man etwa für die Magnetresonanztomographie aus, wie sie in Krankenhäusern eingesetzt wird. Nun stieß ein internationales Forschungsteam auf einen überraschenden Effekt bei einem System, das sich besonders gut für die Verarbeitung von Quanteninformation eignet: die Spins von Phosphor-Atomen in Silizium. Regt man diese Spins geschickt mit Mikrowellen-Pulsen an, so kann man nach einer bestimmten Zeit ein so genanntes Spin-Echosignal detektieren - das eingespeiste Pulssignal wird als Quantenecho wieder ausgesendet. Erstaunlicherweise stellt sich dieses Quantenecho nicht nur einmal ein, sondern es lässt sich eine ganze Serie von Echos detektieren.