Skalierbare Quantenprozessoren
Die deutlichen Einschränkungen heutiger Computer bei der Datenverarbeitungsgeschwindigkeit sind der Grund, dass Forscher nach schnelleren Alternativen suchen. Dank Fortschritten in der Quantenmechanik, die nahezu uneingeschränkte Zustände ermöglicht, wird die Quantencomputer-Technologie bei Forschern weltweit immer beliebter. Supraleitende Tunnelübergänge mit geringer Kapazität bieten verbesserte Möglichkeiten für die Hochskalierung von Prozessoren und die effiziente Steuerung von Qubits anstelle von Bits als Informationsspeicher. Hiervon motiviert hat sich das SQUBIT-Projekt auf die Fertigung von Quantenprozessoren mit Josephson-Übergang, einzelnen Elektronen und supraleitenden Quanteninterferenzdetektoren (SQUID) konzentriert. Diese Detektoren sind äußerst empfindliche Magnetometer zur Messung sehr schwacher Magnetfelder. Im Rahmen des Projektes wurden supraleitende Qubits (Squbits) entwickelt und die Steuerung der Dynamik und der Dekoheränz für Initiierung, Verarbeitung und Auslesen der Squbit-Informationen untersucht. Der Josephson-Verbindungsschaltkreis ist ein nicht-lineares dynamisches System, das insbesondere am Bifurkationspunkt äußerst empfindlich auf kleinste Störungen reagiert. Die Nutzung der Empfindlichkeit an diesem Punkt ermöglicht die Unterscheidung von zwei Quantenzuständen, falls der Phasenraum des Schaltkreises für die Trennung der Endzustände geeignet ist. Durch Untersuchung des Phasenraums eines Josephson-Verbindungsschaltkreises mit frequenzabhängiger Dämpfung wird ein Schaltstromdetektor optimiert. Mit einer Pulse-and-Hold-Technik wird die Verbindung mittels eines ersten Stromimpulses in die Nähe des Bifurkationspunktes gebracht, das darauf folgende Halten bietet ausreichend Zeit, um die beiden Zustände zu unterscheiden. Impuls und Signalform für das Halten werden mithilfe einer neuen Technik erzeugt, die eine sprungförmige Spannungsänderung ermöglicht, was zu einem linearen Spannungsanstieg an einem polarisierten Kondensator führt. Ein bestimmter Typ polarisierter Pulse-and-Hold-Signale bietet eine schnelle Erkennung von Schaltvorgängen auch bei starker Einschränkung der Bandbreite für die Verbindungsspannung und/oder bei niedrigen Schaltströmen. Weitere Informationen sind abrufbar unter: http://fy.chalmers.se/~wendin/SQUBIT-2/(öffnet in neuem Fenster)
