Quantencomputer sollen bisher unerreichte Rechenleistungen ermöglichen. Allerdings sind dabei noch einige Herausforderungen zu bewältigen. Um das Potenzial der neuen Computergeneration auszuschöpfen, müsste es etwa gelingen, Qubits in grossem Massstab zusammenzuschliessen. In diesem Bereich haben Forschende von IBM Research Zurich in Rüschlikon sowie der Universität Basel einen neuen Durchbruch erzielt. Quantenbits oder Qubits sind die Basis künftiger Quantencomputer.
Die Forschergruppe hat siliziumbasierte Qubits entwickelt, die einer Mitteilung zufolge auf sogenannten Löchern beruhen, deren Eigendrehimpuls die Information speichert. Angeordnet sind sie in einer an Siliziumtransistoren angelehnten Architektur. Siliziumtransistoren kommen auch bei herkömmlichen Computern zum Einsatz.
„Mit unserem Ansatz, auf der bestehenden Siliziumtechnologie aufzubauen, sind wir nah an der Industrie“, so Andreas Kuhlmann, Professor an der Universität Basel. Dass die Forschenden auf eine bewährte Technologie setzen, ebnet der Mitteilung zufolge den Weg für die Skalierung zu sehr grossen Qubitzahlen.
Ein weiteres grosses Problem für die Skalierbarkeit war bisher die extrem tiefe Temperatur, in der Qubitsysteme operieren müssen. Auch hier haben die Forschenden Fortschritte erreicht. „Wir haben mit unseren Qubits die 4-Kelvin-Marke überwunden und damit den Siedepunkt von flüssigem Helium erreicht. Hier wird die erreichbare Kühlleistung viel grösser, sodass die Integration modernster kryogener Kontrolltechnik möglich ist“, sagt Doktorand Simon Geyer, einer der Erstautoren der Studie.
Die Fabrikation der Proben hat laut Mitteilung im IBM-Labor in Rüschlikon stattgefunden. Die Einrichtung ist eine Partnerin des an der Universität Basel beheimateten National Center of Competence in Research (NCCR SPIN). ssp
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