KRYOWAVE

Motivation

In KRYOWAVE soll das kritische Skalierungsproblem der Ansteuerung supraleitender Qubits durch Verwendung eines photonischen Mikrowellengenerators gelöst werden. Durch diesen Ansatz können das Amplituden- sowie Phasenrauschen der Mikrowelle, die Wärmedissipation im Kryostaten des Quantencomputers (QC) pro Qubit, sowie der Gesamtformfaktor für die Zuführung der Mikrowellensignale stark verringert werden, sodass eine skalierbare Schlüsseltechnologie für signifikante Performanzverbesserung in supraleitenden Quantencomputern bereitgestellt wird.

Ziele und Vorgehen

Erreicht werden die Projektziele durch die Erzeugung photonischer Mikrowellen auf Basis eines optischen Frequenzkamms, welcher in seiner Repetitionsrate zu mehreren GHz vervielfacht, und anschließend über Glasfaserkabel in den Kryostaten des QC geführt wird. Der optische Träger wird dort über kryogene Photodetektoren in ein Mikrowellensignal höchster Güte überführt, und die Vorteile des Ansatzes an Einzel- und Zwei- Qubitarchitekturen mittels quantitativen Charakterisierungsmethoden (randomized benchmarking) von Quantenoperationen an einzelnen oder beiden Qubits evaluiert.

Innovation und Perspektiven 

Die signifikanten Fortschritte in der Gerätetechnologie werden maßgeblich zur Beseitigung eines Flaschenhalses in der Skalierung von supraleitenden QC beitragen. Es wird nicht nur für das Quantencomputing-Ökosystem, sondern auch für die im Konsortium beteiligten Partner nach Projektabschluss ein erheblicher wirtschaftlicher Mehrwert geschaffen, da der hier entwickelte Demonstratorein starkes Spillover-Potential zeigt. Daher können die Projektergebnisse sehrbreit verwertet werden, und somit einen großen Mehrwert für den Wirtschaftsstandort Deutschland generieren.