Kryogene Kontrolleinrichtung für skalierbares Quantencomputing

Description

Quantensysteme basierend auf supraleitenden Schaltkreisen bieten derzeit eine der vielversprechendsten Plattformen zur Entwicklung von Quantencomputern und zur Untersuchung grundlegender quantenphysikalischer Phänomene. Sowohl in universitären als auch industriellen Forschungseinrichtungen wird daher weltweit und mit Hochdruck an der Weiterentwicklung von supraleitenden Quantenprozessoren geforscht. Die Fabrikation und die experimentelle Untersuchung solcher Prozessoren stellt eine große Herausforderung dar und erfordert infrastrukturelle Standortbedingungen, die nur an wenigen Forschungseinrichtungen in Deutschland gegeben sind. An der FAU in Erlangen soll nun mit Berufung des Antragstellers als Lehrstuhlinhaber eines der in Deutschland führenden Zentren für die Entwicklung supraleitender Quantencomputer entstehen. Die Forschung an supraleitenden Schaltkreisen erfordert experimentelle Aufbauten, die sich jeweils aus einem Kryostaten, elektronischen Kontroll- und Messgeräten, sowie einer Reihe von Mikrowellenkomponenten und mechanischen Bauteilen zusammensetzen. Damit können die supraleitenden Quantenprozessoren zum einen auf die erforderliche Temperatur im Millikelvin-Bereich gekühlt werden und zum anderen die Kontroll- und Messsignale erzeugt, gefiltert, verstärkt und digital verarbeitet werden. Die hier ausgeschriebene experimentelle Apparatur soll den Betrieb eben solcher supraleitender Quantenprozessoren ermöglichen und stellt daher eine Grundvoraussetzung für die Umsetzung sämtlicher am Lehrstuhl geplanter Forschungsvorhaben dar. Die Anlage zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie den Betrieb von skalierbaren Quantenprozessoren mit anfänglich bis zu 24 Qubits und in späteren Ausbaustufen bis zu 100 Qubits erlauben soll. Der Kryostat muss daher die erforderliche Größe und Verkabelungsinfrastruktur aufweisen. Lot 1: Kryostat mit kryogener Verkabelung Kryostat mit kryogener Verkabelung Lot 2: Mehrkanalige Steuer- und Messelektronik Mehrkanalige Steuer- und Messelektronik Lot 3: DC-Stromversorgung DC-Stromversorgung Lot 4: Rauscharme Verstärker bei Raumtemperatur Rauscharme Verstärker bei Raumtemperatur Lot 5: RF-Signalquelle RF-Signalquelle Lot 6: Controller für parametrische Verstärker Controller für parametrische Verstärker