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Schlagkräftigere Ionen-Falle Ein neuartiger Laserverstärker hilft Quantencomputern auf die Sprünge

Quelle: Fraunhofer IZM 3 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

Eine zentrale technologische Hürde auf dem Weg zu leistungsfähigeren Quantencomputern war der Mangel an kompakten und stabilen Laserverstärkern. Das soll sich ändern ...

Mit der Validierung des Laserverstärkers an einem Ionenfallen-Quantencomputer von „NeQxt“ wird in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IZM aus Berlin ein Baustein zur technologischen Souveränität Europas in Sachen Quantencomputing aus der Taufe gehoben.(Bild: „NeQxt“)
Mit der Validierung des Laserverstärkers an einem Ionenfallen-Quantencomputer von „NeQxt“ wird in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IZM aus Berlin ein Baustein zur technologischen Souveränität Europas in Sachen Quantencomputing aus der Taufe gehoben.
(Bild: „NeQxt“)

Ionenfallen-Quantencomputer zählen nach Aussage von Experten weltweit zu den vielversprechendsten Rechnern für ein fehlertolerantes Quantencomputing. Mit steigender Qubit-Zahl wachsen aber die Anforderungen an die optische Ansteuerung der Qubits. Für den sicheren Betrieb werden deshalb Laserquellen benötigt, die leistungsstark und zugleich höchste spektrale Präzision und Stabilität bieten. Genau dafür stehe das Projekt „QAmp“ an. Denn im Rahmen dessen entwickelt man nun Verstärkermodule für relevante Wellenlängen (455 und 493 Nanometer), die in bestehende und künftige Quantencomputer integriert werden können und den Engpass bei der Skalierung ionenbasierter Systeme beseitigen helfen. Mit der „NeQxt“ GmbH und EOT GmbH arbeitet daran das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) aus Berlin, um auch die Voraussetzungen für eine belastbare europäische Lieferkette in diesem kritischen Technologiebereich zu schmieden.

Innerdeutsche Lieferkette in der Quantentechnologie in Sicht

Das IZM bringt dafür seine ausgewiesene Expertise in Aufbau- und Verbindungstechnik sowie in der robusten Integration elektro-optischer Komponenten ein. Das Ziel ist es folglich, mit den Projektpartnern entsprechende Verstärkermodule zu entwickeln, die nicht nur im Labormaßstab funktionieren, sondern auch in Richtung reproduzierbarer und perspektivisch automatisierbarer Fertigung ihren Dienst tun können. Dafür sollen sie am Ende an einer entsprechenden Ionenfalle im Quantencomputer getestet werden. Das Projekt sei damit weit mehr als ein Komponentenprojekt! Denn es legt einen Grundstein für die Skalierung zukünftiger Quantencomputer, wie man betont. Die entwickelten Module werden dann an einem bestehenden Quantencomputer von „NeQxt“ validiert. Klappt alles, wird demnach nicht nur die technische Machbarkeit belegt, sondern auch einen konkreter Beitrag zur industriellen Verfügbarkeit von Quantencomputern geleistet. Auch ziele, wie schon angedeutet, das Ganze auf den Aufbau einer innerdeutschen Lieferkette für zentrale Wellenlängen ab, was die technische Souveränität in Deutschland und Europa im Bereich der Quantentechnologien stärken würde.

Verstärker und Isolator steuert das IZM bei

Das Projekt adressiert damit unmittelbar die politischen Ziele zur Stärkung von Innovationskraft, Lieferkettenresilienz und wirtschaftlicher Verwertung im Quantencomputing. Für das IZM unterstreiche die Beteiligung die strategische Bedeutung von Mikrointegration und Packaging-Technologien als Enabler für zukünftige Quantensysteme. Ein besonderer Innovationsschwerpunkt liege dabei auf der hochintegrierten Bauweise. Denn am Fraunhofer IZM werden der Verstärker und der speziell für die benötigten Wellenlängen entwickelte Isolator gemeinsam in einem kompakten hermetischen Glaspackage integriert. Via optischer Faser wird das verstärkte Licht dann ans Ziel gestrahlt. Doch da gibt es einige Hürden zu nehmen ...

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