Ionenfalle | Vielversprechende Technologie für das ionenbasierte Quantencomputing

Mittels Ionenfallen werden durch hochfrequente elektromagnetische Wechselfelder Ionen eingefangen, die als Qubits im Bereich des ionenbasierten Quantencomputings genutzt werden können. Die Fallen erfordern einen guten optischen Zugang sowie eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit. Am Fraunhofer ILT werden fortschrittliche laserbasierte Herstellungsverfahren für die monolithische, segmentierte, lineare Mikrochip-Ionenfalle weiterentwickelt und an die Anforderungen einer innovativen Falle angepasst. Ausgangspunkt ist das zweistufige Verfahren Selektives Laser-induziertes Ätzen (SLE), das im Gegensatz zu den etablierten Verfahren eine größere Flexibilität und dreidimensionale Geometriefreiheit beim Design der Ionenfallen ermöglicht und gleichzeitig eine höhere Präzision (<1 μm) bei verringerter Komplexität der Fertigung bietet. Zusätzlich ermöglicht das Verfahren die optische Adressierung der einzelnen Qubits später monolithisch auf die Falle zu integrieren und damit die Skalierbarkeit der Technologie deutlich zu verbessern.

Im Rahmen des Projekts »ATIQ« wird eine etwa 25 x 20 x 2 mm3 große Ionenfalle aus Quarzglas (Saphir) mit circa 160 einzelnen kontaktierbaren Elektroden entwickelt und hergestellt.