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Universität Basel

13. Januar 2017

Basler Physiker Daniel Loss erhält König-Faisal-Preis

Prof. Dr. Daniel Loss
Prof. Dr. Daniel Loss. (Bild: Universität Basel, Departement Physik)

Professor Daniel Loss vom Departement Physik der Universität Basel und vom Swiss Nanoscience Institute erhält den König-Faisal-Preis 2017 in der Sparte Wissenschaft. Die König-Faisal-Stiftung verleiht ihm den renommierten Wissenschaftspreis für die Erfindung eines Konzepts zur Entwicklung eines Quantencomputers, der auf dem Eigendrehimpuls von Elektronen beruht. Loss hat diese Theorie in den letzten Jahren weiterentwickelt und damit ein ganz neues Forschungsgebiet initiiert.

«Daniel Loss hat massgeblich zum theoretischen Verständnis der Spindynamik und der Spinkohärenz in Quantenpunkten beigetragen und somit Möglichkeiten zur praktischen Anwendung für einen spin-basierten Quantencomputer geschaffen», begründet die König-Faisal-Stiftung die Vergabe des Preises an den Basler Physiker Daniel Loss. Loss hat die Idee entwickelt, den Eigendrehimpuls (Spin) von Elektronen in einem Quantenpunkt als kleinste Speichereinheit und damit als Quantenbit (Qubit) zu gebrauchen.

«Seine Arbeiten haben zahlreiche wichtige experimentelle Programme angestossen und die Tür zu einem leistungsstarken Quantencomputer mit ausserordentlicher Schnelligkeit und Speicherfähigkeit geöffnet», heisst es weiter in der Mitteilung der König-Faisal-Stiftung. Loss teilt sich den mit 200'000 Dollar dotierten Preis mit dem Physiker Professor Laurens Molenkamp vom Physikalischen Institut der Universität Würzburg (Deutschland).

Theorie als Basis für experimentelle Arbeiten weltweit

Bereits im Jahr 1998 veröffentlichte Daniel Loss zusammen mit David DiVincenzo die Theorie zur Entwicklung des Loss-DiVincenzo-Quantencomputers. Gemäss diesem Konzept werden künstliche Atome ohne Kern in einem Halbleiter erzeugt. Durch ein elektrisch geladenes Gitter werden die Elektronen festgehalten. In diesen sogenannten Quantenpunkten sind die Elektronenspins vor Wechselwirkungen mit der Umgebung teilweise geschützt, sodass eine störungsunempfindliche Realisierung von Quantenbits möglich erscheint. Diese Quantenpunkte und ihre Spin-Qubits lassen sich auch miteinander elektrisch koppeln.

Zahlreiche experimentelle Forscherteams weltweit stützen sich auf diese theoretischen Arbeiten von Daniel Loss. Diese, sowie zahlreiche weitere Entwicklungen in den letzten Jahren, sind Teil der Bemühungen um die Realisierung eines Quantencomputers, der auf Spin-Qubits beruht. Solche Quantencomputer werden nicht nur superschnelle Berechnungen und Simulationen ermöglichen, sondern auch grundlegende Fragen der Quantenphysik behandeln.

Thematischer Schwerpunkt
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