HIQEQS

Motivation

Quantenchips für Quantencomputer und Quantensensoren haben ein enormes wirtschaftliches Potenzial, sind aber sehr anfällig für Rauschen auf den Eingangs‐ und Ausgangssignalen. Qubit Chips arbeiten oftmals in kryogener Umgebung, werden aber dabei von Raumtemperatur‐Elektronik über lange elektrische Leitungen in zunehmender Anzahl gesteuert. Dieses führt zu einem vermehrten Wärmeeintrag und Signalübersprechen. Das Rauschen der Kontrollsysteme und Signalleitungen bei Raumtemperatur ist ein entscheidender Engpass für skalierbare Quantenanwendungen ‐ eine Herausforderung, die wir mit dem Projekt HiQEQS angehen.

Ziele und Vorgehen

Das Projekt verbessert dramatisch die gesamte Quantensensor‐Signalkette mittels einer hybriden ultrabreitbandigen (10 kHz ‐ 10 GHz) Mehrkanal‐Steuerelektronik für den kryogenen Einsatz mit extrem hoher spektraler Reinheit von ca. ‐100 dBc. Im Projekt werden kompakte, kryogenen, integrierte Schaltkreise erstellt, die ein rauscharmes Frontend und einen Analog‐Digital‐Wandler beinhalten und eine robuste digitale Hochgeschwindigkeitsschnittstelle bereitstellen.

Innovation und Perspektiven

Das Projekt erforscht innovative, hochintegrierte und vereinheitlichte kryogenen Elektronik zusammen mit einem quantengenauen Signalgenerator (JAWS). Wir gehen damit über die bestehenden modernen Kontrollsysteme für Quantenanwendungen hinaus und entwickeln Schaltkreise für die gesamte Elektronik mit speziellen CMOS‐Designs. Durch die Kombination verschiedener Chips in einem Package erhalten wir eine vollständig optimierte Lösung, die die bestehende Technologie übertrifft und für eine breite Palette von Quantensensor‐ und Computeranwendungen eingesetzt werden kann.