11 Aug. Laserverstärker für skalierbare Quantencomputer
Mit steigender Zahl von Qubits wachsen auch die Anforderungen an die optische Ansteuerung von Ionenfallen-Quantencomputern. Im Projekt QAmp entwickeln das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM und die beiden Unternehmen NeQxt und die EOT kompakte Laserverstärker für die Wellenlängen 455 nm und 493 nm. Nach Angaben des Fraunhofer IZM sollen sie sich in bestehende und künftige Quantencomputersysteme integrieren lassen und einen Engpass bei der Skalierung ionenbasierter Systeme adressieren.
Optik und Verstärker integriert
Am Fraunhofer IZM entstehen hochintegrierte Verstärkermodule, bei denen Laserverstärker und ein speziell für die benötigten Wellenlängen entwickelter Isolator gemeinsam in einem hermetisch dichten Glaspackage integriert werden. Das verstärkte Licht wird über eine optische Faser ausgekoppelt.
Die Entwicklung stellt das Forschungsteam vor mehrere Herausforderungen. So entwickelt das Fraunhofer IZM einen Vakuumschweißprozess, um das Glaspackage hermetisch abzudichten und den Halbleiterlaser vor Umwelteinflüssen zu schützen. Über metallisierte Through-Glass Vias wird die Verlustwärme abgeführt. Zudem integrieren die Forschenden ein antireflexbeschichtetes Fenster direkt in das Package und verzichten auf Klebstoffe, um Ausgasungen zu vermeiden.
Module für die Serienfertigung
Gemeinsam mit den Projektpartnern entwickelt das Fraunhofer IZM die Verstärkermodule so, dass sie sich perspektivisch reproduzierbar fertigen lassen. Anschließend sollen sie an einem Quantencomputer von neQxt validiert werden. Ein erfolgreicher Test würde nicht nur die technische Machbarkeit belegen, sondern zugleich einen konkreten Beitrag zur industriellen Verfügbarkeit dieser Schlüsseltechnologie leisten. Nach Angaben des Instituts soll das Projekt zugleich den Aufbau einer europäischen Lieferkette für zentrale Komponenten im Bereich der Quantentechnologien unterstützen.
Quelle: www.izm.fraunhofer.de
Bild: NeQxt