{"id":9304,"date":"2021-04-08T07:00:36","date_gmt":"2021-04-08T05:00:36","guid":{"rendered":"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=9304"},"modified":"2024-08-20T09:17:53","modified_gmt":"2024-08-20T07:17:53","slug":"hochfrequenzelektronik-quantencomputing","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/news\/interviews\/hochfrequenzelektronik-quantencomputing\/","title":{"rendered":"Auslesen und Steuern von Qubits<\/strong> | \u00dcber Hochfrequenzelektronik f\u00fcr Quantencomputer"},"content":{"rendered":"\n
©<\/span>Adobe Stock | Vitte Yevhen <\/div><\/div><\/div>\n
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Im Interview: Dr. Fabian Thome und Felix Heinz vom Fraunhofer IAF<\/strong><\/p>\n<\/div><\/div><\/div> \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n\n\n

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Dr. Fabian Thome [FT] und Felix Heinz [FH] vom Fraunhofer IAF<\/a> forschen gemeinsam im EU-gef\u00f6rderten Kooperationsprojekt \u00bbSEQUENCE<\/strong>\u00ab daran, kryogene Hochfrequenzelektronik f\u00fcr bestehende Quantencomputerkonzepte<\/strong> zu entwickeln. Denn nur mittels kompakter und extrem rauscharmer Elektronik wird es m\u00f6glich sein, bestehende Quantencomputerkonzepte weiter zu skalieren.<\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n <\/div>\n\n\n

Herr Thome, Herr Heinz, Sie sind beide keine (Quanten-)Physiker, wie sind Sie zu diesem Projekt gekommen?<\/p>\n<\/div>

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[FT]: Quantencomputing (QC) ist l\u00e4ngst kein exklusiver Forschungsbereich von Quantenphysikern mehr, sondern ein interdisziplin\u00e4res Forschungsfeld. Letztlich beruht die angestrebte Skalierung von QC, die heute nachgewiesenerma\u00dfen funktionieren, ma\u00dfgeblich auf elektrotechnischen Komponenten \u2013 und da kommen wir als Ingenieure der Hochfrequenztechnik ins Spiel.<\/p>\n

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[FH]: Wir haben beide unseren wissenschaftlichen Hintergrund in der Erforschung von kryogenen und ultra-rauscharmen Verst\u00e4rkern. Das war bis vor ein paar Jahren noch ein richtiges Nischenthema, das klassischerweise in der Radioastronomie Anwendung findet. Seitdem die ersten funktionalen QC aufgekommen sind, gibt es aber ein ganz neues Interesse an dem Forschungsbereich. Kryogene und rauscharme Elektronik wird n\u00e4mlich f\u00fcr das Auslesen und Steuern von Qubits ben\u00f6tigt.<\/p>\n<\/div>

Was waren Ihre Aufgaben im Projekt?<\/p>\n<\/div>

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[FT]: Im Rahmen des Projekts untersuchen wir am Fraunhofer IAF Hochfrequenztechnologien, mit denen wir schon viel Erfahrung gesammelt haben, wie mHEMTs und MOSHEMTs. Diese wollen wir im Hinblick auf die Nutzung in QCs optimieren. Dazu m\u00fcssen wir das Rauschen der etablierten Technologien noch weiter verringern und die Komponenten kompakter gestalten, damit die Elektronik n\u00e4her an den empfindlichen und gek\u00fchlten Qubits arbeiten kann. Als Projektleiter seitens des IAF befasse ich mich mit der Erforschung rauscharmer Verst\u00e4rker.<\/p>\n

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[FH]: Ich bin in erster Linie f\u00fcr die Kryomesstechnik und Rauschmodellierung zust\u00e4ndig. Dabei untersuche ich verschiedene Technologien bei extrem niedrigen Temperaturen und beschreibe deren Verhalten mit elektrischen Modellen f\u00fcr CAD-Systeme. Darauf basierend entwerfe ich ultra-rauscharme Schaltungen, die f\u00fcr einen kryogenen Betrieb optimiert sind.<\/p>\n<\/div>

Welchen Forschungsfragen w\u00fcrden Sie gerne als N\u00e4chstes nachgehen?<\/p>\n<\/div>

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[FT]: Ein spannendes Thema, das noch nicht ersch\u00f6pfend untersucht wird, ist die Frequenzskalierung von QC. Heutzutage werden bei QC rauscharme Verst\u00e4rker im Frequenzbereich von etwa 5 GHz als zentrale Komponenten im Ausleseschaltkreis genutzt. Es ist aber theoretisch m\u00f6glich, diese Frequenz zu erh\u00f6hen. Das k\u00f6nnte zum einen die Performance der Systeme verbessern und zum anderen k\u00f6nnten wir so auch mehr Synergien nutzen, die \u00fcber das QC hinausgehen. Ein Beispiel hierf\u00fcr sind zuk\u00fcnftige Satellitensysteme, bei denen rauscharme Verst\u00e4rker bei einer Betriebstemperatur von etwa -220 \u00b0C zum Einsatz kommen k\u00f6nnten.<\/p>\n

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[FH]: Die Jagd nach immer rausch\u00e4rmerer Hochfrequenzelektronik wird auch nach \u00bbSEQUENCE\u00ab eine spannende Fragestellung bleiben. In dem Projekt werden wir sicherlich einen gro\u00dfen Schritt in die Richtung machen, aber es wird noch nicht das Ende sein. Dar\u00fcber hinaus interessiere ich mich f\u00fcr neuartige Integrationskonzepte und multifunktionale Elektronik f\u00fcr skalierbare Quantencomputer.<\/p>\n<\/div><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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