Kleiner als ein Bakterium

Quantencomputer-Durchbruch

Die universitäre Forschungsgruppe von Prof. Mikko Möttönen und seine Mitarbeiter haben ein schnelles und hochempfindliches Bolometer im Nanobereich entwickelt, das selbst sehr schwache Mikrowellenstrahlung detektiert. – Ein Bolometer, auch bolometrischer Detektor (griechisch bole, „Wurf“, „Strahl“), ist ein Strahlungssensor zur Messung über das gesamte Wellenlängenspektrum der elektromagnetischen Wellen. Das Messprinzip ist Absorption und Erwärmung.

Schlüssel für QuantenComputing

Tatsächlich ist die detektierte Strahlung so schwach, dass das Aufwärmen einer Tasse Kaffee bei Raumtemperatur, für 1°C in einer Mikrowelle hätte 50 Septillion mal mehr Energie benötigt. Das ist eine 5, gefolgt von 25 Nullen.

"Das Gerät ist so winzig, dass es sogar in ein Bakterium passen könnte", sagt Möttönen, der gemeinsam Professor für Quantentechnologie an der Aalto Universität und am VTT ist und auch Mitbegründer des IQM. Mit dem neuen Bolometer kann die Energie von Photonen viel genauer und schneller als bisher gemessen werden. Dies ist für Quantencomputer unerlässlich. Denn die Messung der Energie von Qubits, den Quantenbits, ist ein integraler Bestandteil von Quantenalgorithmen.

Darüber hinaus ist das Gerät klein und leicht in supraleitende Quantenprozessoren integrierbar. Das eröffnet einen klaren Weg zu Anwendungen in der realen Welt.
"Wir haben das Proof-of-Concept mit Gold-Palladium für das Bolometer begonnen", sagt M.Sc. Roope Kokkoniemi, der Erstverfasser des Fachbeitrags im Nature. Es hat funktioniert. Aber gleichzeitig haben wir auch herausgefunden, wie wir es noch besser machen können", fügte Roope hinzu. „Hier kommt Graphen als Ersatz zum Einsatz. Das Endergebnis ist in der Tat ein viel besserer Sensor, der mit höherer Geschwindigkeit arbeiten kann. So viel besser, dass er beim Auslesen des Zustands eines supraleitenden Qubits, des Bausteins eines supraleitenden Quantenprozessors, nützlich sein kann.“

Beschleunigung der Entwicklung

In Quantencomputern wie denen, die am IQM entwickelt wurden, könnte sich diese Detektortechnologie als sehr nützlich erweisen. Sie könnte herkömmliche Lesegeräte ersetzen und aufgrund ihrer relativ geringen Größe die Skalierung zukünftiger Quantenprozessoren ermöglichen. Da sich das IQM in Finnland im Epizentrum des Quantensystems befindet, ist es in einer einzigartigen Position, solche Durchbrüche durch enge Zusammenarbeit mit dem wachsenden lokalen Quanten-Ökosystem zu kommerzialisieren.

"Wir betrachten dies als einen aufregenden Meilenstein auf dem Gebiet der Quantentechnologie. IQM ist ständig auf der Suche nach neuen Wegen, seine Quantencomputer-Technologie zu verbessern", erklärt Dr. Kuan Yen Tan, Mitbegründer von IQM.

Technologie aus der besten Forschung

IQM ist ein Paradebeispiel für eine erfolgreiche Geschichte des Technologietransfers und ein Inbegriff dafür, wie Forschung schnell kommerzialisiert werden kann. IQM hat sich in außergewöhnlich kurzer Zeit zum führenden Quantencomputer-Unternehmen in Europa entwickelt und ist bereits auf dem Weg zum ersten kommerziellen Quantencomputer-Verkauf.

Dem Unternehmen ist es gelungen, sich auf diesem Gebiet eine einzigartige Grundlage zu schaffen. Nicht nur, weil es in der Lage war, einen Großteil des äußerst begrenzten Pools talentierter Quanten-Ingenieure zu rekrutieren, sondern auch wegen seiner Fähigkeit, mit Universitäten und Industriepartnern in ganz Europa zusammenzuarbeiten.

Ein bedeutender Teil der rasanten Entwicklung und Brillanz des IQM auf dem Gebiet des Quantencomputings ist auf die enge Zusammenarbeit mit der akademischen Welt zurückzuführen. Ziel von IQM ist es, ein paneuropäisches Quantencomputer-Unternehmen zu werden und seine Partnerschaften mit den besten Forschungsteams in ganz Europa weiter auszubauen.

Weitere Infos finden Sie hier:

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2753-3

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Pressekontakt IQM Finland Oy Keilaranta 19 F 02150 Espoo Henrikki Mäkynen henrikki@meetiqm.com T.: +358 40 547 3835