Chip-Architektur für Quantenschaltungen
Quantenchip-Architektur reduziert Signalinterferenzen
Aussteller
Standort
Halle 11, Stand B06
Beschreibung
Quantencomputer gelten als eine der Schlüsseltechnologien der Zukunft. Durch ihre Rechenleistung eröffnen sie neue Möglichkeiten in Forschung und Industrie. Die Entwicklung leistungsfähiger Hardware ist jedoch erschwert. Quantenchips der aktuellen Entwicklungsstufe enthalten meist mehrere hundert supraleitende Qubits. Die komplexe Array-Architektur stellt dabei hohe Anforderungen. Unerwünschte Signalüberlagerungen der elektromagnetischen Wellen zwischen den Qubits beeinträchtigen die Rechengenauigkeit. Jedes Qubit benötigt aufwändige Verkabelungen für eigene Steuerleitungen und Signalwege. Trotz Fortentwicklung erreichen bestehende Systeme häufig noch nicht die nötige Zuverlässigkeit. Das Institut für Quanten-Materialien und Technologien (IQMT) des KIT arbeitet an Lösungen, die diese Probleme adressieren. Ein spezielles Chipdesign verbindet Qubits, Ausleser und Koppler auf ganz neue Weise auf einem Kupferträger, wodurch Platzbedarf und Komplexität reduziert werden. Qubit und Auslesefunktion sind in einer Struktur vereint, sodass Qubit-Zustände ohne zusätzlichen Ausleseresonator erfasst werden. Dies gelingt mithilfe einer exakt symmetrischen Kapazitätsmatrix: Eine Aluminiumschicht wird in der Basis der Normalmoden des Schaltkreises aufgebracht, die eine rein induktive Kopplung zwischen Qubit-Schaltkreis und Ausleseschaltkreis ermöglicht. Diese Ausführung gewährleistet präzises Koppeln, wodurch sich Crosstalk minimiert und Signalqualität verbessert. Die Forschenden machen sich die Stückelberg-Interferenz zunutze, um den Koppler mit einer wählbaren Frequenz anzusteuern. Dieses physikalische Phänomen erlaubt es, Steuerfrequenzen eines Kopplers dynamisch anzupassen. Das kompakte Chipdesign ist hochskalierbar und flexibel erweiterbar.
Zu dieser Technologie erhalten Sie am Stand des KIT einen Überblick. Tiefergehende Informationen können im Anschluss an die Messe individuell im Kontakt mit den zuständigen wissenschaftlichen Beschäftigten des KIT ausgetauscht werden.
Kontakt
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
- Kaiserstr. 12
- 76131 Karlsruhe
- Deutschland
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