Forschungsbereiche
Halbleiter-Spin-Qubits: Physik und Steuerung
Unser Ziel ist es, skalierbare Geräte- und Materialplattformen für Spin-Qubits zu entwickeln, bei denen die DiVincenzo-Kriterien erfüllt werden. Unsere Aktivitäten basieren unter anderem auf einem Feedback-Kreislauf zwischen fortschrittlichen Simulationen, Gerätebetrieb und -optimierung. Darüber hinaus untersuchen wir verschiedene Materialplattformen, darunter GaAs und SiGe. mehr...
Fortschrittliche Materialien für spinbasierte Qubits
Die Qualität und Reproduzierbarkeit von Spin-Qubits, die in gatterdefinierten Quantenpunkten kodiert werden, hängt eng mit der Qualität des Halbleitermaterials und der Fertigungstechnologie zusammen. In Zusammenarbeit mit externen Partnern untersuchen wir, wie sich materielle Aspekte, wie isotopische Zusammensetzung und kristallographische Perfektion, auf die Leistung von Spin-Qubits in Si/SiGe auswirken. Darüber hinaus untersuchen wir das Potenzial von nicht-konventionellen Materialien wie ZnSe für spinbasierte Qubits und für die Realisierung von Spin-Photonen-Schnittstellen. mehr...
Langreichweitige On-Chip-Qubit-Kopplung
Die Realisierung einer kohärenten Verbindung zwischen separaten Qubits auf einem Chip bleibt eine der Hauptherausforderungen für die Realisierung eines Quantencomputers auf Basis von Halbleiter-Spin-Qubits. Wir arbeiten an der Demonstration eines Quantenbusses (QuBus), der ein einzelnes Elektron mit einem beliebigen Spin-Zustand kohärent zwischen Quantenpunkten überträgt, die 1 bis 10 Mikrometer entfernt sind. mehr...
Kohärente optische Schnittstellen
Der Aufbau eines Quantennetzwerks erfordert die Möglichkeit, in Photonen kodierte fliegende Qubits in stationäre umzuwandeln (z.B. Spin Qubits). Derzeit bieten Qubits mit guten Aussichten für die Skalierung auf große Zahlen keine optische Schnittstelle, während optisch adressierbare Systeme schwer skalierbar erscheinen. Unser Ziel ist es, die Grundlagen für Quantennetzwerke zu schaffen, die aus potenziell skalierbaren Halbleiter-Spin-Qubits in gated GaAs Quantenpunkten bestehen. mehr...
Skalierbare Technologien für Multi-Quit-Schaltkreise
Ein universeller Quantencomputer wird wahrscheinlich Millionen (wenn nicht sogar Milliarden) von Qubits benötigen. Seine Machbarkeit steht daher in direktem Zusammenhang mit der Skalierbarkeit seiner Bausteine. In Zusammenarbeit mit externen Partnern verfolgen wir einen interdisziplinären Ansatz in Physik und Technik, um einige der größten Herausforderungen im Zusammenhang mit der Skalierbarkeit von Spin-Qubits zu bewältigen, die von der Identifizierung skalierbarer Schaltkreisarchitekturen über die High Yield-Fertigung, die automatisierte Kalibration bis hin zu skalierbaren Lösungen für die Steuerelektronik der einzelnen Qubits reichen. mehr...
Raster-SQUID-Mikroskopie
Die Aktivität der Scanning SQUID-Spektroskopie basiert auf einem SQUID-Mikroskop, das bei Temperaturen bis zu 20 mK arbeitet und für Hochfrequenzmessungen optimiert ist. Die hohe Empfindlichkeit dieses Instruments macht es zu einem perfekten Werkzeug für die Untersuchung von Quantenphänomenen wie Dauerströmen, Molekularmagneten, Oberflächenspins und topologischen Majorana Zuständen. mehr...