Kvantdatorer kan bearbeta stora mängder data snabbare eftersom de utför många beräkningssteg parallellt. Kvantdatorns informationsbärare är en qubit. Qubits har inte bara informationen "0" och "1", utan också värden däremellan. Men svårigheten består i att producera kvantbitar som är tillräckligt små och kan växlas tillräckligt snabbt för att utföra kvantberäkningar.

 

Supraledande kretsar är ett mycket lovande alternativ. Supraledare är material som har nr  vid extremt låga temperaturer och leder därför elektrisk ström utan några förluster. Detta är viktigt för att upprätthålla kvanttillståndet  och att ansluta dem effektivt.

 

Gralmonium qubits: Supraledande och känsliga

KIT-forskare har nu lyckats utveckla nya, okonventionella supraledande qubits. "Kärnan i en supraledande qubit är en så kallad Josephson-övergång som tjänar till att lagra kvantinformation. Här gjorde vi en avgörande ändring”, säger Dr. Ioan M. Pop från KIT:s Institute for Quantum Materials and Technologies (IQMT).

Som regel erhålls sådana Josephson-övergångar för supraledande kvantbitar av en tunn oxidbarriär som separerar två aluminiumskikt. "För våra qubits använder vi ett enda lager av granulärt aluminium, en supraledare gjord av aluminiumkorn på några nanometer stora som är inbäddade i en oxidmatris," säger Pop. Sedan är materialet självstrukturerat i ett tredimensionellt nätverk av Josephson-korsningar.

"Det är fascinerande att se att alla egenskaper hos vår qubit domineras av en mycket liten korsning på bara 20 nm. Följaktligen fungerar den som ett förstoringsglas av mikroskopiska materialdefekter i supraledande qubits och erbjuder ett lovande alternativ för förbättring, tillägger Simon Günzler, IQMT.

 

Qubits är helt gjorda av granulärt aluminium

De framsteg som teamet uppnått bygger på ett tidigare testat tillvägagångssätt med så kallade fluxonium-qubits. Delar av denna föregångare var gjorda av granulärt aluminium, medan andra bestod av konventionellt aluminium. Nu är hela qubitarna gjorda av granulärt aluminium. "Och om en kvantkrets kunde skäras ut ur en metallfilm resulterar detta i helt nya möjligheter för  genom etsningsprocesser och utökad tillämpning av qubits, till exempel i , säger Dennis Rieger från KIT:s Physikalisches Institut.

Översätt "