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Graphen soll in einem Quantencomputer zum Einsatz kommen

04.01.2014

Das erstaunliche Material Graphen ist heute in vielen Labors auf der ganzen Welt Studienobjekt. Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben zusätzliches Potenzial für die Verwendung einer einzelnen Schicht aus Kohlenstoffmaterial aufgedeckt und unerwartete Eigenschaften entdeckt, die es unter bestimmten Bedingungen aufweist. Diese Eigenschaften können laut Experten im Quantencomputing genutzt werden.

Wie sich herausstellte, filtert Graphen unter dem Einfluss eines sehr starken Magnetfelds und einer sehr niedrigen Temperatur Elektronen entlang des Spins – den elektronischen Geräten, an die wir gewöhnt sind, wird diese Qualität vorenthalten.

Wenn Sie unter normalen Bedingungen eine Spannung an ein Stück Graphen anlegen, fließt ein Strom durch es. Sobald jedoch ein Magnetfeld angelegt wird, dessen Kraftlinien senkrecht zur Ebene von Graphen stehen, ändert sich sein Verhalten: Der Strom fließt nur noch entlang der Kante des Stücks, und der zentrale Teil wird zu einem Dielektrikum. Außerdem fließt der Strom je nach Richtung der magnetischen Feldlinien nur in eine Richtung. Dieser Effekt ist als Quanten-Hall-Effekt bekannt.

Im nächsten Schritt legten die Forscher parallel zur Graphenfolie ein zweites Magnetfeld an, das wiederum ihr Verhalten veränderte. Elektronen konnten sich in beide Richtungen bewegen, wobei sich Elektronen mit positivem Spin in eine Richtung und Elektronen mit negativem Spin in die entgegengesetzte Richtung bewegten.

Die Spinsegregation von Elektronen ist charakteristisch für topologische Isolatoren, wird aber bei herkömmlichen Leitern nicht beobachtet. Den Wissenschaftlern zufolge ist es ihnen gelungen, eine besondere Art von Leiter herzustellen, indem sie ein Material dazu brachten, sich wie ein anderes zu verhalten. Darüber hinaus ist es durch Ändern des Magnetfelds möglich, den erfassten Kanteneffekt zu steuern. Wie bereits erwähnt, können mit diesem Prinzip Transistoren und komplexere Schaltungen gebaut werden, die mit bestehenden Materialien noch nicht realisierbar waren.

Wissenschaftler sehen in der Entdeckung insbesondere das Potenzial von Graphen in Bezug auf die Schaffung eines Quantencomputers. Von praktischer Anwendung ist der Effekt freilich noch weit entfernt: Er wird bei einer Magnetfeldinduktion von 35 T beobachtet, also etwa eine Größenordnung höher als im MRT, und bei einer Temperatur, die nur 0,3 °C über dem absoluten Nullpunkt liegt.

Allerdings ist es Wissenschaftlern bereits gelungen, einen ähnlichen Effekt in einem Feld mit einer Induktion von nur 1 T und bei höheren Temperaturen nachzuweisen.

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Implantierte elektronische Chips statt regulärer Passwörter 08.06.2013

Motorola Mobility, im Besitz von Google, hat vorgeschlagen, Passwörter durch körperbasierte Authentifizierung zu ersetzen, berichtet All Things Digital. Zwei solcher Authentifikatoren wurden auf der IT-Konferenz D11, die am 28. Mai in Kalifornien eröffnet wurde, von Regina Dugan, Leiterin der Motorola-Forschungsprojekte, vorgestellt.

Der erste Authentifikator ist ein „elektronisches Tattoo“, das auf den Arm aufgebracht wird. Das „Tattoo“ besteht aus einer Halterung und einer flexiblen elektronischen Schaltung, zu deren Bestandteilen ein Sensor und Antennen gehören. Das zweite Mittel ist eine Nahrungspille, die einen elektronischen Chip enthält. Der Chip aktiviert nach dem Schlucken der Pille die Magensäure.

Sowohl der Chip in der Pille als auch das Tattoo können ein Signal erzeugen, das von einem mobilen Gerät gelesen und als Identitätsnachweis des Benutzers verwendet werden kann.

Regina Dugan wies darauf hin, dass "Pillen" und "elektronische Tattoos" in naher Zukunft wahrscheinlich nicht zum Einsatz kommen würden, betonte jedoch, dass Motorola solche Authentifizierungstools für vielversprechend halte.

Beachten Sie, dass beide Tools nicht von Motorola entwickelt wurden. "Tattoos" kamen von der Firma MC10 aus Massachusetts, und die Pillen - die Firma Proteus Digital Health. Bei der Entwicklung der Geräte wurde davon ausgegangen, dass sie vor allem in der Medizin zum Einsatz kommen würden. Auch Vertreter anderer Unternehmen sprachen von der Notwendigkeit, eine Alternative zu Passwörtern zu finden. So schlug der Top-Manager des Zahlungssystems PayPal Michael Barrett (Michael Barrett) vor, sich auf biometrische Identifikatoren zu konzentrieren - zum Beispiel Fingerabdrücke oder Netzhaut.

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