TeufiQ

Zum Aufbau miniaturisierter, skalierbarer ionenfallenbasierter Quantencomputer müssen vielzählige Technologien spezifisch für die Anforderung entwickelt werden. In enger Kooperation mit unseren Partnerfirmen innerhalb der DLR Quantencomputer-Initiative (QC-I) entwickeln wir Lösungen für ionenfallenbasierte Quantencomputer (iQC) der nächsten Generation. Diese gelten schon jetzt als eine der fünf vielversprechendsten Technologieplattformen für Quantencomputing und zeichnen sich im Vergleich zu anderen Plattformen durch hohe Fidelitäten, vergleichsweise hohe Betriebstemperaturen sowie flexiblen Verschränkungsmöglichkeiten von Qubits aus. Zur Entwicklung dieser Enabling-Technologien können wir neben den umfangreichen Labor- und Reinraumkapazitäten am DLR Innovationszentrum in Hamburg, auf einen voll ausgestatteten Reinraum am Hauptstandort von QT in Ulm zurückgreifen.

Bis Ende 2026 bringen wir zusammen mit unseren Projektpartnern die Entwicklung von mehreren voneinander unabhängigen enabling-Technologien voran.

• Durch die Integration von mikroskopischen, permanentmagnetischen Strukturen in iQCs erleichtern wir innerhalb der Quantencomputer die Verschränkung von Ionen-Qubits und erlauben außerdem eine präzisere Adressierung einzelner Qubits. Die dazu notwendigen mikromagnetischen Strukturen auf SmCo-Basis werden von uns in Zusammenarbeit mit dem DLR Institut für Werkstoff-Forschung, unter Zuhilfenahme von Simulationsergebnissen, hergestellt.

• Interposertechnologien sind aus der modernen Mikroelektronik nicht mehr wegzudenken. Sie ermöglichen ansonsten unerreichbare Transistordichten zu realisieren und die Funktionsebenen von mehreren Chips miteinander zu verbinden. Innerhalb des TeufiQ-Projekts entwickeln wir elektrische- und optische Interposertechnologien, die konkret auf die Bedürfnisse von ionenfallenbasierten Quantencomputern zugeschnitten sind. Mithilfe dieser Technologien können wir einen Beitrag zur verbesserten Skalierbarkeit der Quantencomputer.

• Gefangene Ionen sind das Herzstück eines iQCs. Während die Beladung der Ionenfalle aktuell zumeist durch makroskopische Atomquellen vorgenommen wird, entwickeln wir vollintegrierte, miniaturisierte und modulare Atomquellen. Diese ermöglichen die räumlich diskrete Freisetzung von Ionen auf dem Quantencomputerchip, wodurch Verbesserungen in der Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und Beladungsdauer des Quantencomputers erreicht werden können.