Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Quantencomputer sollen tragbar werden

21.08.2019

Infineon Austria forscht gemeinsam mit der Universität Innsbruck, der ETH Zürich und Interactive Fully Electrical Vehicles SRL an konkreten Fragestellungen zum kommerziellen Einsatz von Quantencomputern. Mit neuen Innovationen im Design und in der Fertigung wollen die Partner aus Hochschulen und Industrie leistbare Bauelemente für Quantencomputer entwickeln.

Ionenfallen haben sich als sehr erfolgreiche Technologie für die Kontrolle und Manipulation von Quantenteilchen erwiesen. Sie bilden heute das Herzstück der ersten funktionsfähigen Quantencomputer und gelten neben supraleitenden Quantenbits als vielversprechendste Technologie für den Bau von kommerziellen Quantencomputern.


Quantenforscherin Silke Auchter mit dem Wafer, auf dem sich etwa 1.000 Chips für die Quantenforschung befinden.

Infineon Austria

In der von der EU im Rahmen des Horizon-2020-Projekts PIEDMONS geförderten Zusammenarbeit zwischen Infineon Technologies Austria und den Forschungspartnern Universität Innsbruck, ETH Zürich und der Interactive Fully Electrical Vehicles SRL aus Italien loten Ingenieure und Forscher seit dem Vorjahr gemeinsam aus, wie Ionenfallen mittels Halbleiter-Fertigungstechnologien gebaut werden können und welche Quantenchip-Architekturen besonders von der erhöhten Präzision und Skalierbarkeit moderner Halbleiterfertigung profitieren.

Darüber hinaus wollen die Forschungspartner erkunden, ob dank neuartiger Fallengeometrie Ionenfallen auch bei Raumtemperatur betrieben werden können. Die Forscher zielen auf die Herstellung robusterer Quantensysteme und die Miniaturisierung des Gesamtsystems mittels on-chip Integration der nötigen Elektronik.

On-chip bedeutet, dass die neu entwickelte Elektronik direkt neben dem Quantensystem eingebaut wird – im Labor nehmen sie derzeit noch viel Platz neben dem Versuchsaufbau ein. Die Vision lautet: Quantencomputer sollen erstmals portabel werden.

Junge Forscherin mit visionärer Doktorarbeit

Silke Auchter (26) forscht in ihrer Doktorarbeit an Ionenfallen. Diese Ionenfallen sollen mittels Halbleiter-Fertigungstechnologien weiterentwickelt werden. So können die Fallen sehr einheitlich und präzise produziert und leichter mit miniaturisierter Elektronik und Optik verbunden werden. Auch lassen sich auf diese Weise komplexere und umfangreichere Fallenkonzepte umsetzen, die robust gegenüber äußeren Störeinflüssen sind.

Ionen bilden die Grundlage für Quantenbits, die quantenmechanischen Pendants zu den Bits in herkömmlichen Rechnern. Forscher fangen Ionen im Labor in einem elektromagnetischen Feld, dessen genaue Form durch den Aufbau der Ionenfalle bestimmt wird. Mikrofabrizierte Fallen hatten die Ionen bisher nicht optimal im Griff.

Wenn es gelingt, diese Quantenchips so zu konstruieren, dass die Ionen darin stabiler gefangen bleiben, hilft das den Quantenforschern in Innsbruck und Zürich bei ihrem Bestreben nach größeren Quantenregistern und komplexeren Quantenalgorithmen.

Außerdem sind robuste Quantenzustände eine Voraussetzung für den Einsatz außerhalb von Laborbedingungen, also bei Raumtemperatur und letztendlich sogar mobil. Mit den ersten Quantenchip-Prototypen, entwickelt in der MEMS-Abteilung in Villach, werden derzeit bereits Experimente von Silke Auchter durchgeführt.

Sie ist Doktorandin bei Infineon und wird an ihrer Stammuniversität, der Universität Innsbruck am Institut für Experimentalphysik von Rainer Blatt, einem international renommierten Quantenphysiker, betreut. Ziel ihrer Forschungsarbeit ist die Herstellung einer mikrofabrizierten Ionenfalle, in der die Ionen stabil bei Raumtemperatur gefangen sind.

Derzeit müssen die Prototypen von Quantencomputern noch sehr stark gekühlt werden, was ein großes Hindernis für die industrielle Produktion von Quantencomputern darstellt. In ihren Experimenten versucht Silke Auchter daher Ionen so optimal zu fangen, dass Quantenchips auch bei Raumtemperatur funktionieren und noch komplexere Chiparchitekturen gebaut werden können.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Silke Auchter
Infineon Technologies Austria AG
E-Mail: silke.auchter@infineon.com
Web: https://www.infineon.com/

Yves Colombe
Institut für Experimentalphysik
Universität Innsbruck
Tel.: +43 512 507- 52465
E-Mail: yves.colombe@uibk.ac.at
Web: https://quantumoptics.at/

Weitere Informationen:

http://www.uibk.ac.at/projects/piedmons/index.html.en - Portable Ion Entangling Devices for Mobile-Oriented Next-Generation Semiconductor-technologies (PIEDMONS)

Dr. Christian Flatz | Universität Innsbruck

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Pflanzenbestimmung mit Flora Incognita App im März verzehnfacht
03.04.2020 | Technische Universität Ilmenau

nachricht Mit haptischen Reizen tiefer in virtuelle Welten eintauchen
03.04.2020 | Hochschule Bonn-Rhein-Sieg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: When ions rattle their cage

Electrolytes play a key role in many areas: They are crucial for the storage of energy in our body as well as in batteries. In order to release energy, ions - charged atoms - must move in a liquid such as water. Until now the precise mechanism by which they move through the atoms and molecules of the electrolyte has, however, remained largely unknown. Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research have now shown that the electrical resistance of an electrolyte, which is determined by the motion of ions, can be traced back to microscopic vibrations of these dissolved ions.

In chemistry, common table salt is also known as sodium chloride. If this salt is dissolved in water, sodium and chloride atoms dissolve as positively or...

Im Focus: Den Regen für Hydrovoltaik nutzen

Wassertropfen, die auf Oberflächen fallen oder über sie gleiten, können Spuren elektrischer Ladung hinterlassen, so dass sich die Tropfen selbst aufladen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben dieses Phänomen, das uns auch in unserem Alltag begleitet, nun detailliert untersucht. Sie entwickelten eine Methode zur Quantifizierung der Ladungserzeugung und entwickelten zusätzlich ein theoretisches Modell zum besseren Verständnis. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte der beobachtete Effekt eine Möglichkeit zur Energieerzeugung und ein wichtiger Baustein zum Verständnis der Reibungselektrizität sein.

Wassertropfen, die über nicht leitende Oberflächen gleiten, sind überall in unserem Leben zu finden: Vom Tropfen einer Kaffeemaschine über eine Dusche bis hin...

Im Focus: Harnessing the rain for hydrovoltaics

Drops of water falling on or sliding over surfaces may leave behind traces of electrical charge, causing the drops to charge themselves. Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz have now begun a detailed investigation into this phenomenon that accompanies us in every-day life. They developed a method to quantify the charge generation and additionally created a theoretical model to aid understanding. According to the scientists, the observed effect could be a source of generated power and an important building block for understanding frictional electricity.

Water drops sliding over non-conducting surfaces can be found everywhere in our lives: From the dripping of a coffee machine, to a rinse in the shower, to an...

Im Focus: Quantenimaging: Unsichtbares sichtbar machen

Verschränkte Lichtteilchen lassen sich nutzen, um Bildgebungs- und Messverfahren zu verbessern. Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena hat eine Quantenimaging-Lösung entwickelt, die in extremen Spektralbereichen und mit weniger Licht genaueste Einblicke in Gewebeproben ermöglichen kann.

Optische Analyseverfahren wie Mikroskopie und Spektroskopie sind in sichtbaren Wellenlängenbereichen schon äußerst effizient. Doch im Infrarot- oder...

Im Focus: Sensationsfund: Spuren eines Regenwaldes in der Westantarktis

90 Millionen Jahre alter Waldboden belegt unerwartet warmes Südpol-Klima in der Kreidezeit

Ein internationales Forscherteam unter Leitung von Geowissenschaftlern des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI)...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinärer Austausch zum Design elektrochemischer Reaktoren

03.04.2020 | Veranstaltungen

13. »AKL – International Laser Technology Congress«: 4.–6. Mai 2022 in Aachen – Lasertechnik Live bereits früher!

02.04.2020 | Veranstaltungen

Europäischer Rheumatologenkongress EULAR 2020 wird zum Online-Kongress

30.03.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Hygienische und virenfreie Oberflächen: Smartphones schnell und sicher mit Licht desinfizieren

06.04.2020 | Materialwissenschaften

Zuwachs bei stationären Batteriespeichern

06.04.2020 | Energie und Elektrotechnik

Erste SARS-CoV-2-Genome aus Österreich veröffentlicht

03.04.2020 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics