Kryogenes Quantenkontrollsetup 2

• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 523854497

Quantensysteme basierend auf supraleitenden Schaltkreisen bieten derzeit eine der vielversprechendsten Plattformen zur Entwicklung von Quantencomputern und zur Untersuchung grundlegender quantenphysikalischer Phänomene. Sowohl in universitären als auch industriellen Forschungseinrichtungen wird daher weltweit und mit Hochdruck an der Weiterentwicklung von supraleitenden Quantenprozessoren geforscht. Die Fabrikation und die experimentelle Untersuchung solcher Prozessoren stellt eine große Herausforderung dar und erfordert infrastrukturelle Standortbedingungen, die nur an wenigen Standorten in Deutschland gegeben sind. Die Forschung an supraleitenden Schaltkreisen erfordert experimentelle Aufbauten, die sich jeweils aus einem Kryostaten, elektronischen Kontroll- und Messgeräten, sowie einer Reihe von Mikrowellenkomponenten und mechanischen Bauteilen zusammensetzen. Damit können die supraleitenden Quantenprozessoren zum einen auf die erforderliche Temperatur im Millikelvin-Bereich gekühlt werden und zum anderen die notwendigen Kontroll- und Messsignale erzeugt, gefiltert, verstärkt und digital verarbeitet werden. Die hier beantragte experimentelle Apparatur ermöglicht den Betrieb eben solcher supraleitender Quantenprozessoren und stellt daher eine Grundvoraussetzung für die Umsetzung sämtlicher am Lehrstuhl geplanten Forschungsvorhaben dar. Die Anlage zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie den Betrieb von skalierbaren Quantenprozessoren mit anfänglich ca. 20 Qubits und in späteren Ausbaustufen bis zu 100 Qubits erlauben soll. Der Kryostat muss daher die erforderliche Größe und Verkabelungsinfrastruktur aufweisen. Damit wird die Forschung an skalierbaren und fehlerkorrigierten Quantencomputern ermöglicht – eine der derzeit größten wissenschaftlichen und technischen Herausforderungen im Bereich der Quanteninformationsverarbeitung.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Kryogenes Quantenkontrollsetup 2
• Gerätegruppe: 8550 Spezielle Kryostaten (für tiefste Temperaturen)
• Antragstellende Institution: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• Leiter: Professor Dr. Christopher Eichler