Projekt

qBriqs

Bausteine kryogener Quantentechnologie

Motivation

Die Leistungsfähigkeit moderner Quantensysteme hängt maßgeblich von der gesamten Messkette ab. Unabhängig vom jeweiligen Typ des Quantensystems führt jede ungewollte äußere Störung zu einer veränderten Kohärenzzeit oder Zustandsbesetzung. Dies hat als Konsequenz, dass ein besonderes Augenmerk auf die Qualität der Messkette gelegt werden muss, bspw. auf die Manipulationssignale und die Effizienz der Zustandsbestimmung.

Ziele und Vorgehen

In diesem Projekt wird die Messkette als Schlüsseltechnologie für eine wichtige Klasse von Festkörper-Quantensystemen, den supraleitenden Qubits, untersucht und weiterentwickelt. Das Ziel der Antragsteller ist, eine Reihe von Engpässen durch neue Ansätze zu beseitigen, das kommerzielle Potential der weiterentwickelten Messkette zu evaluieren und wenn möglich zu verwerten. Hierzu betrachtet das Projekt sowohl die Komponenten auf dem Manipulations- als auch Auslesepfad, einschließlich Filter, Verstärker, Verkabelung und Elektronik. Neben der Untersuchung und Weiterentwicklung der einzelnen Komponenten soll deren Leistungsfähigkeit abschließend in einem Demonstrator nachgewiesen werden.

Innovation und Perspektiven

Dieses Projekt soll insbesondere die folgenden Komponenten erforschen und in der Entwicklung vorantreiben:
- Kryogene, multiparallele Steckverbinder und Leitungen
- Mehrkanalfähige, multifunktionale HEMT-Verstärker
- Breitbandige supraleitende Verstärker (TWPA) bei Millikelvin- Temperaturen
- Neuartige Filter und Dämpfungsglieder bei Millikelvin-Temperaturen
- Multiparallele Hochfrequenz-Signalgenerierung-Signalerfassung und Software
- Rauscharme Vielkanal-Stromquellen im niederfrequenten Bereich

Obwohl die Komponenten im Hinblick auf supraleitende Qubits entwickelt werden, ist deren Anwendung nicht auf dieses Gebiet beschränkt. Eine vorteilhafte Anwendbarkeit ist beispielsweise auch bei kryogenen Halbleiter-Qubits, Teilchendetektoren, in der Metrologie oder bei optischen Photonen-Detektoren zu erwarten.
 

Projektdetails

Projektlaufzeit:
01.11.2021 - 31.10.2024

Projektvolumen:
2,0 Mio. Euro (zu 76 % durch das BMBF gefördert)

Projektkoordination

Dr. Hannes Rotzinger
Karlsruher Institut für Technologie
Karlsruhe

E-Mail-Adresse: rotzinger (at) kit.edu
Projektpartner
Karlsruher Institut für Technologie

Karlsruhe / Germany

Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik (IAF)

Freiburg / Germany

Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH & Co. KG

Fridolfing / Germany

Stahl-Electronics

Mettenheim / Germany

Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

Braunschweig / Germany