SQuAp

Quantencomputer lassen sich mit einer Vielzahl an physikalischen Systemen aufbauen, darunter Fehlstellen im Kristallgitter von Festkörpern. So wird aus dem Makel ein nützliches Qubit. Allerdings müssen diese Defekte mit bestimmten Eigenschaften qualitativ hochwertig und reproduzierbar hergestellt werden, um später Quantenalgorithmen fehlerfrei ausführen zu können. Mit unserem Qualifizierungssystem ermöglichen wir eine frühzeitige Rückmeldung über Herstellungsprozess und Ansteuerungskonzepte und damit hochwertigere Spin-Qubits.

Motivation

Eines der für die praktische Entwicklung von Quantencomputern zu lösenden Probleme ist die Qualität der Qubits. Für eine Skalierbarkeit der Lösung muss neben dem Qubit selbst auch die Ansteuerung und Kontrolle des Systems mit hoher Güte reproduzierbar sein. Dies gilt insbesondere für Defekt-basierte Qubits in Festkörpern, deren gezielte Herstellung einen elementaren Schritt zum praktischen Einsatz derartiger Qubits darstellt.

Für die Verbesserung der Wachstums- und Erzeugungsprozesse ist eine automatisierte und skalierbare Qualitätsanalyse unabdingbar. Gleichermaßen wird für die Bewertung der Skalierbarkeit und Fehlertoleranz eine Testplattform benötigt, welche verschiedene Ansteuerungstechniken und Szenarien zugänglich macht und somit eine iterative Optimierung von Quantenhardware ermöglicht.

Innovation

Der schnelle Fortschritt in der Entwicklung von Quantencomputern erfordert hohe Flexibilität für ein System zur Qualifizierung von Qubit-Technologien. Für Tests müssen möglichst viele Szenarien und Messgrößen verfügbar gemacht werden, um eine zielgenaue Analyse des Fortschritts zu ermöglichen und die Rückkopplungsschleife im Entwicklungs- und Innovationsprozess möglichst effizient zu gestalten.

Flexibilität, insbesondere bei der Detektion und Kontrolle von Spin-Qubits in Festkörpern, ist hierbei eine große Herausforderung, da ein großer Zoo an Defekten Anwendung findet. Dieser erstreckt sich hierbei sowohl in optischer Wellenlänge, Betriebstemperatur sowie im Radiofrequenzspektrum für die Spin-Kontrolle über jeweils sehr große Bereiche. Für diese Probleme entwickeln wir im Rahmen der DLR Quantencomputing-Initiative und zusammen mit unseren Partnern geeignete Lösungen.

Advanced Quantum

Advanced Quantum ist eine Ausgründung aus dem 3. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart. Das junge Start-up entwickelt und vermarktet neuartige Quantentechnologien mit einem Schwerpunkt auf Sensorik und Messtechnik-Anwendungen. Dazu gehören auch Charakterisierungsaufbauten für Spin-Qubits. Neben den Entwicklungsarbeiten bietet das Unternehmen Quantenphysikexperimente für Ausbildungs- und Schulungszwecke in Hochschulen und Firmen an.

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