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Erstes Qubit aus Antimaterie | heise online


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It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.

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Qubits sind die Grundbausteine von Quantencomputern. Sie können aus verschiedensten Materialien gefertigt werden, wie Atomen, Licht oder winzigen Schaltkreisen. Ein internationales Forschungsteam demonstrierte nun eine unkonventionelle Methode: Es erzeugte ein Qubit aus Antimaterie. Dieses besteht aus einem einzelnen Antiproton. Es gelang den Forschenden, den Spin des Antiteilchens fast eine Minute lang kontrolliert hin- und herpendeln zu lassen.

Das Team besteht aus Wissenschaftlern der BASE-Kollaboration am europäischen Kernforschungszentrum CERN in Genf, darunter Forscher der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und der Leibniz-Universität Hannover. Die Ergebnisse erschienen im Fachmagazin Nature.

Materie und Antimaterie

Antimaterie besteht aus Antiteilchen. Ein Teilchen und sein zugehöriges Antiteilchen haben die gleichen Eigenschaften, sind jedoch gegensätzlich geladen. Bekanntestes Beispiel ist das Positron, das Antiteilchen des Elektrons, das positiv statt negativ geladen ist. Treffen Teilchen und Antiteilchen aufeinander, zerstören sie sich gegenseitig. Die in den Teilchen und Antiteilchen steckende Energie wird dabei in Form von Energie oder leichteren Teilchen frei. Physiker nennen diesen Prozess Annihilation.


Barbara Maria Latacz vom Cern

Barbara Maria Latacz vom Cern

Die Antiprotonen fängt das BASE-Team in einer speziellen Falle, die Barbara Maria Latacz, Wissenschaftlerin am CERN und Erstautorin der Studie, hier justiert.

(Bild: CERN)

Antiteilchen entstehen ganz natürlich, etwa beim radioaktiven Zerfall, durch kosmische Strahlung oder zufällig aufgrund von Fluktuationen im Vakuum. Ein Antiteilchen lässt sich jedoch auch künstlich in energiereichen Teilchenbeschleunigern erzeugen. Kombiniert man mehrere Antiteilchen entsteht Antimaterie, genauso wie herkömmliche Materie aus gewöhnlichen Elementarteilchen besteht. Ein Antiproton und ein Positron bilden dabei zum Beispiel ein Antiwasserstoff-Atom.

Kontrolle von Antimaterie

Das Forschungsteam erzeugte zuerst ein Antiproton in der sogenannten Antimateriefabrik (AMF) des CERN. Dieses speicherte es mithilfe von elektromagnetischen Feldern in einer Falle. Wie ein Proton besitzt das Antiproton eine quantenmechanische Eigenschaft namens Spin, die man sich vereinfacht als Drehung des Teilchens um die eigene Achse vorstellen kann. Der Spin kann wie eine Kompassnadel in zwei verschiedene Richtungen zeigen und gezielt umgeklappt werden – eine Eigenschaft, die sowohl in der Quantensensorik als auch im Quantencomputing ausgenutzt wird.

Den Forschern gelang es erstmals, einen Spinübergang eines einzelnen freien Kernspins eines Antiprotons zu steuern und zu beobachten. Die dabei verwendete Methode heißt kohärente Spin-Quantenübergangsspektroskopie. BASE-Sprecher Stefan Ulmer von der HHU vergleicht diesen Prozess mit einer Kinderschaukel: „Wird sie mit der richtigen Frequenz angestoßen, schwingt sie rhythmisch hin und her. In unserem Fall ist die Schaukel der Spin eines einzelnen Antiprotons, den wir mithilfe elektromagnetischer Felder gezielt in Schwingung versetzen.“ Diese Schwingung hielten sie für 50 Sekunden aufrecht.

Das Rätsel der Antimaterie

Ein Antimaterie-Quantencomputer, wie er sich beim Gedanken an Qubits aufdrängt, ist jedoch nicht das Ziel der Forschungsgruppe. Vielmehr ermöglicht die präzise Kontrolle einzelner Antiteilchen, fundamentale Naturgesetze zu überprüfen. In früheren Arbeiten zeigte das BASE-Team, dass die magnetischen Momente von Protonen und Antiprotonen bis auf wenige Milliardstel Teile identisch sind. Die Frage ist, ob es doch einen Unterschied gibt. Winzigste Abweichungen würden die sogenannte CPT-Symmetrie verletzen. Diese fordert, dass sich Materie und Antimaterie – abgesehen von ihren entgegengesetzten Ladungen – exakt gleich verhalten.

Demnach müssten Materie und Antimaterie im Universum aber gleich häufig auftreten. Tatsächlich herrscht aber eine enorme Asymmetrie: Das Universum besteht fast ausschließlich aus Materie. Dies ist eines der großen Rätsel der modernen Physik. Ulmer betont, dass ihr System künftig deutlich präzisere Tests grundlegender physikalischer Symmetrien ermöglichen würde.

Im Vergleich zu früheren Experimenten verbesserte das Team seinen Aufbau und unterdrückte so Prozesse, die den empfindlichen Zustand des Antiprotons stören. „Diese Arbeit eröffnet uns die Möglichkeit, das gesamte Spektrum kohärenter spektroskopischer Verfahren erstmals auf einzelne Teilchen aus Antimaterie anzuwenden“, sagt Ulmer. „Wir erwarten, das magnetische Moment des Antiprotons künftig mit einer zehnfach und langfristig mit einer bis zu hundertfach höheren Genauigkeit bestimmen zu können.“

In einem nächsten Schritt sollen Antiprotonen innerhalb transportabler Fallen in besonders präparierte Präzisionslabore gebracht werden. Dort sollen die Teilchen bis zu zehnmal länger stabil bleiben, was eine höhere Messgenauigkeit ermöglichen könnte.


(spa)



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Porsche-Holding investiert Geld in Militär-Startups


Die Porsche Automobil Holding SE wird zum Wagniskapitalgeber für den Militärbereich. Die mehrheitlich im Eigentum der Familie Porsche-Piëch stehende Holding wird eine entsprechende Plattform für „Investitionen in aufstrebende Technologieunternehmen im Defense-Bereich“ aufbauen, woran sich noch weitere Investoren beteiligen sollen – insbesondere andere europäische Milliardärsfamilien.

„Wir wollen uns im Portfoliosegment verstärkt im Verteidigungs- beziehungsweise verteidigungsnahen Bereich engagieren, ohne unseren grundsätzlichen Fokus auf Mobilitäts- und Industrietechnologie zu verändern“, erläutert Hans Dieter Pötsch, Vorstandsvorsitzender der Porsche SE. Das Unternehmen ist mit 31,9 Prozent der Anteile der mit Abstand größte Aktionär der Volkswagen AG. Zudem hält die Porsche AG direkt 12,5 Prozent am Autohersteller Porsche. Dieser steht zu gut drei Viertel im Eigentum Volkswagens, sodass die indirekte Beteiligung der Porsche SE an der Porsche AG höher ist.

Im Fokus der Militärinvestitionen sollen laut Mitteilung technische Bereiche liegen, wie zum Beispiel Satellitenüberwachung, Aufklärungs- und Sensorsysteme, IT-Sicherheit oder Logistik- und Nachschubsysteme. Dafür möchten die Porsche–Piëchs noch andere Investmentgesellschaften gewinnen, hinter denen ausnehmend wohlhabende europäische Familien stehen. Sie dürfen sich auf eine baldige Einladung zu einem „Defense Day“ freuen.

Deutsche Telekom soll mitmachen

Laut Bloomberg Law, das sich auf Eingeweihte beruft, soll sich allerdings auch die Deutsche Telekom beteiligen. Insgesamt ist demnach eine halbe Milliarde Euro Wagniskapital geplant. Ganz neu ist das Gebiet für die Porsche-Holding übrigens nicht: Sie ist bereits an Anbietern von Dual-Use-Technik beteiligt, darunter Isar Aerospace und Quantum Systems.

Anlass für die erweiterte Strategie sollen insbesondere Russlands Überfall auf die Ukraine, zunehmende Spannungen in Asien und die rollenden Angriffe auf Kritische Infrastruktur (Kritis) sein. Da möchte die Familie Porsche-Piëch helfen, „unsere Werte, Demokratie und Freiheit“ zu verteidigen.

Halbjahresbericht

Die am Mittwoch berichteten Finanzergebnisse der Porsche-Holding sind, wenig überraschend, dominiert von den Ergebnissen der großen Beteiligungen: Volkswagen und Porsche. Das Ergebnis aus Equity-bewerteten Anteilen des ersten Halbjahres 2025 ist im Vergleich zum gleichen Zeitraum 2024 um fast 80 Prozent auf 466 Millionen Euro eingebrochen. Darin enthalten ist eine Wertberichtigung der Beteiligung an der Porsche AG von -872 Millionen Euro, nur in geringem Maße kompensiert durch eine Aufwertung der Volkswagen-Anteile in Höhe von 55 Millionen Euro.

Betriebliche Aufwendungen der Holding sind von 16 auf 19 Millionen Euro gestiegen. Der Finanzverlust ist um gut sechs Prozent auf 132 Millionen Euro gestiegen. Nach einer Steuergutschrift in Höhe von netto einer Million im Vorjahreshalbjahr musste die Holding diesmal 15 Millionen Euro für Steuern rückstellen. In Summe bleiben 300 Millionen Euro Ergebnis nach Steuern, ein Rückgang von 86 Prozent.

Im ersten Halbjahr hat die Porsche SE ihre Schulden um 222 Millionen Euro auf 4,938 Milliarden Euro reduziert. Zudem konnte sie 1,5 Milliarden Euro Verbindlichkeiten auf neu ausgegebene, niedriger verzinste Schuldscheine umschichten.


(ds)



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Mutter von Mediamarkt und Saturn profitiert vor Übernahme von Steuererstattung


Ceconomy, die Muttergesellschaft von Mediamarkt und Saturn, meldet vor der Übernahme der mehrheitlichen Anteile durch das chinesische E-Commerce-Unternehmen JD.com gemischt Finanzdaten. In dem am 30. Juni zu Ende gegangenen dritten Quartal des Geschäftsjahres 2024/2025 ist der Umsatz um 2,3 Prozent auf 4,8 Milliarden Euro gefallen. Dieser Umsatzrückgang liegt an der Hyperinflation der türkischen Lira. Das dort verdiente Geld ist einfach viel weniger wert. Bei stabiler Lira hätte Ceconomy zwei Prozent Umsatzzuwachs geschafft.

Das geht aus Ceconomys Angaben vom Mittwoch hervor. Das Ergebnis vor Steuern und Zinsen (EBIT) hat sich im Jahresabstand kaum verändert: -79 Millionen Euro im Vergleichszeitraum des Vorjahres, -78 Millionen Euro jetzt. Auch beim Finanzergebnis gibt es keine großen Bewegungen: -53 Millionen Euro im Vergleichsquartal, -56 Millionen Euro jetzt.

Der operative Cashflow hat sich hingegen prächtig entwickelt: Nach einem Minus von 44 Millionen Euro im dritten Finanzquartal 2023/24, steht nun ein Plus von 249 Millionen Euro zu Buche. Das liegt in erster Linie an einem deutlich verbesserten Nettobetriebsvermögen, zu einem kleineren Teil an Steuerrückerstattungen.

Online-Geschäft wächst

Der Online-Handel gewinnt auch bei Ceconomy an Bedeutung: Vom Gesamtumsatz von 4,8 Milliarden Euro sind 1,1 Milliarden aus dem Online-Geschäft gekommen, ein Zuwachs von 6,8 Prozent. Gute Entwicklung des Online-Geschäfts meldet Ceconomy insbesondere in Ungarn, Deutschland und Österreich. Zugleich spricht es in diesen Ländern von einer rückläufigen Entwicklung des stationären Geschäfts.

Das Filialnetz ist im dritten Quartal leicht gewachsen. Derzeit betreibt die Gesellschaft in Europa 1063 Filialen, davon 401 in Deutschland. Während das Unternehmen mit fünf Eröffnungen in Italien und einer in Deutschland seine Präsenz ausbaute, schloss es zwei Standorte in Polen und einen in Spanien. Zum Ende des letzten Geschäftsjahres umfasste das Filialnetz 1030 Läden.

Die Aktie des Unternehmens notierte am 13.8. bei 4,44 Euro. JD.com will gemäß seines Übernahmeangebots 4,60 pro Anteil zahlen. Nach Informationen des Handelsblatts soll die Übernahme im ersten Halbjahr 2026 abgeschlossen sein. Die deutsche Familie Kellerhals behält allerdings eine Sperrminorität von rund 25,4 Prozent an Ceconomy.


(ds)



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US-Behörden tracken angeblich heimlich KI-Server


US-amerikanische Behörden verfolgen angeblich bereits die Standorte mancher Server, die sich fürs KI-Training eignen. Die Nachrichtenagentur Reuters berichtet anhand anonymer Quellen, dass die Behörden dafür in die Lieferkette eingreifen und heimlich Tracker einbauen.

Sie sollen in manchen Servern zum Einsatz kommen, die schnelle KI-Beschleuniger enthalten und aufgrund von Exportbeschränkungen nicht nach China geliefert werden dürfen. Laut Reuters‘ Quellen landen Tracker mindestens in den Servern von Dell und Supermicro mit Beschleunigern sowohl von Nvidia als auch von AMD.

Angeblich kommen verschiedene Tracker-Varianten an den Verpackungen, in ihnen und sogar in den Servern selbst platziert zum Einsatz. Unbekannt ist, seit wann die Lieferungen getrackt werden und welche Behörde genau sie zu welchem Zeitpunkt in der Lieferkette anbringt. Fälle sollen mindestens seit dem Jahr 2024 bekannt sein. In Asien sollen Wiederverkäufer die Tracker entfernen, bevor die Hardware weiter auf Reisen geht.

Per Import nach China

Die US-Regierung will China von den schnellsten aktuellen KI-Beschleunigern abkapseln. Es gilt allerdings als offenes Geheimnis, dass der Grau- und Schwarzhandel floriert. Aktuelle Hardware soll weiter an chinesische Hyperscaler gelangen, einschließlich KI-tauglicher Grafikkarten wie die GeForce RTX 5090.

In den USA gibt es Überlegungen, AMD, Nvidia und anderen Herstellern zum Tracking aller KI-Beschleuniger zu zwingen. Aktuell handelt es sich noch um einen Gesetzentwurf, der nicht verabschiedet ist.

Die Cyberspace Administration of China (CAC) warf Nvidia im Juli entsprechende Möglichkeiten und integrierte Kill-Switches vor. Nvidias Sicherheitschef David Reber Jr. widersprach den Vorwürfen kürzlich.


(mma)



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