Der Physiker forscht über die theoretischen Voraussetzungen für das Quantencomputing. Er ist einer der Pioniere auf dem Gebiet.
Die Quantenwelt verstehen
Prof. David DiVincenzo gilt als Vordenker im Bereich Quanteninformation. Mit seinem Namen sind etwa die Kriterien verbunden, die ein Quantencomputer erfüllen muss, die sogenannten „DiVincenzo-Kriterien“.
Der Physiker beschäftigt sich vor allem mit Quantenmechanik und den theoretischen Voraussetzungen für das Quantencomputing. Dabei geht es ihm sowohl um ein besseres theoretisches Verständnis von Systemen und Bauteilen als auch um Ideen für neue Qubits und neue Ansätze für den Aufbau von Quantencomputern.
„Anders als Praktiker bin ich nicht an eine Laborausrüstung, eine Technik oder eine Methode gebunden. Und auch nicht an Supercomputer oder Codes, wie manche anderen Theoretiker. Mir reicht ein Stück Papier zum Schreiben, um Ideen zu entwickeln.“ David DiVincenzo
Fehler korrigieren
Ein Schwerpunkt seiner Forschung ist die Störanfälligkeit von Qubits – eine der Haupthürden beim Bau von Quantencomputer mit immer mehr Qubits. Der US-Amerikaner und sein Team arbeiten an verschiedenen theoretischen Ansätzen, um Qubit-Fehler zu korrigieren. Unter anderem haben sie eine Schaltung für einen supraleitenden Schaltkreis entworfen, der eine Art eingebaute Fehlerkorrektur besitzt.
Bevor David DiVincenzo 2011 an das Forschungszentrum Jülich und die RWTH Aachen kam, war er mehr als 25 Jahre in einem Forschungslabor des IT-Konzerns IBM tätig. Den Wechsel nach Deutschland ebnete 2010 die Verleihung einer Alexander von Humboldt-Professur, des höchstdotierten internationalen Forschungspreises Deutschlands.
Die fünf „DiVincenzo-Kriterien“ für einen Quantencomputer
Das System besteht aus einem skalierbaren System gut charakterisierter, also verstandener Qubits.
Es muss möglich sein, die Qubits in einen definierten Anfangszustand zu versetzten.
Ein universelles Set elementarer Quantengatter, also Rechenoperationen, kann ausgeführt werden.
Einzelne Qubits (zumindest eines) können gemessen werden.
Die Kohärenzzeit des Systems ist wesentlich länger als die Operationszeit eines Gatters, also einer Rechenoperation.