Junto com a Universidade de Innsbruck, a ETH Zurich e Interactive Fully Electrical Vehicles SRL, A Infineon Austria está pesquisando questões específicas sobre o uso comercial de computadores quânticos. Com novas inovações em design e fabricação, os parceiros de universidades e da indústria desejam desenvolver componentes acessíveis para computadores quânticos.

As armadilhas de íons provaram ser uma tecnologia de muito sucesso para o controle e manipulação de partículas quânticas. Hoje, eles formam o coração dos primeiros computadores quânticos operacionais e, junto com bits quânticos supercondutores, são considerados a tecnologia mais promissora para a construção de computadores quânticos comerciais. Desde o ano passado, engenheiros e pesquisadores têm explorado em conjunto como armadilhas de íons podem ser construídas usando tecnologias de fabricação de semicondutores e quais arquiteturas de chips quânticos se beneficiam em particular da maior precisão e escalabilidade da fabricação de semicondutores modernos na cooperação entre a Infineon Technologies Austria e os parceiros de pesquisa da Universidade de Innsbruck, ETH Zurich e Interactive Fully Electrical Vehicles SRL da Itália, financiado pela UE no âmbito do projeto Horizonte 2020 PIEDMONS. Além disso, Os parceiros de pesquisa querem descobrir se as armadilhas de íons também podem ser operadas em temperatura ambiente, graças à geometria inovadora da armadilha. Os pesquisadores pretendem produzir sistemas quânticos mais robustos e miniaturizar todo o sistema integrando os componentes eletrônicos necessários no chip. On-chip significa que a eletrônica recém-desenvolvida é integrada diretamente ao lado do sistema quântico - no laboratório, eles atualmente ocupam muito espaço próximo à configuração experimental. A visão é tornar os computadores quânticos portáteis pela primeira vez.

Jovem pesquisadora com tese de doutorado visionária

Em sua tese de doutorado, Silke Auchter pesquisa armadilhas iônicas. Essas armadilhas de íons devem ser desenvolvidas usando tecnologias de fabricação de semicondutores. Desta maneira, as armadilhas podem ser produzidas de maneira muito uniforme e precisa e mais facilmente combinadas com componentes eletrônicos e óticos miniaturizados. Além disso, conceitos de armadilha mais complexos e abrangentes que são robustos contra interferência externa podem ser implementados. Os íons são usados ​​como bits quânticos, as contrapartes da mecânica quântica para os bits em computadores convencionais. Os pesquisadores prendem íons no laboratório em um campo eletromagnético cuja forma exata é determinada pela estrutura da armadilha iônica. As armadilhas microfabricadas ainda não têm um controle ideal dos íons. Se for possível construir esses chips quânticos de forma que os íons permaneçam mais estáveis, isso ajudará os pesquisadores quânticos em Innsbruck e Zurique em sua busca por registros quânticos maiores e algoritmos quânticos mais complexos.

Além disso, estados quânticos robustos são necessários para uso fora das condições de laboratório, ou seja, em temperatura ambiente e, em última análise, até mesmo móvel. Com os primeiros protótipos de chip quântico, desenvolvido no departamento de MEMS em Villach, experimentos de Silke Auchter já estão sendo realizados. Auchter é um Ph.D. estudante da Infineon e supervisionado por Rainer Blatt, um físico quântico de renome internacional, no Departamento de Física Experimental da Universidade de Innsbruck, Áustria. O objetivo de sua pesquisa é produzir uma armadilha de íons microfabricada em que os íons são aprisionados de forma estável à temperatura ambiente. Atualmente, os protótipos de computadores quânticos ainda precisam ser amplamente resfriados, que é um grande obstáculo para a produção industrial de computadores quânticos. Em seus experimentos, Silke Auchter, portanto, tenta capturar íons com tanta eficiência que os chips quânticos também funcionam em temperatura ambiente e arquiteturas de chip ainda mais complexas podem ser construídas.