Quantenhardware-Projekt QAmp: Fraunhofer IZM, neQxt und EOT entwickeln integrierte Verstärkermodule
Das Fraunhofer IZM entwickelt mit dem Quantenunternehmen neQxt und dem Elektrooptik-Anbieter EOT Laserverstärker, die auf die optische Ansteuerung wachsender Qubit-Zahlen in Ionenfallen-Systemen ausgelegt sind. Darüber berichtete das IZM am 24. Juni. Im Projekt QAmp entstehen Verstärkermodule für die Wellenlängen 455 nm und 493 nm. Sie sollen in bestehende und künftige Quantensysteme integriert und an einem Quantencomputer von neQxt validiert werden.
Laserverstärker für 455 und 493 Nanometer
Ionenfallen-Quantencomputer benötigen für größere Systeme eine präzise optische Ansteuerung der Qubits. Dafür arbeitet QAmp an kompakten Laserverstärkern für 455 nm und 493 nm. Das Fraunhofer IZM arbeitet daran, aus den elektro-optischen Komponenten das eigentliche Verstärkermodul aufzubauen. Kern ist ein hermetisches Glaspackage, das Verstärker und Isolator gemeinsam aufnimmt. Aus diesem geschützten Modul soll das verstärkte Licht über eine optische Faser zur Ionenfalle geführt werden.
Technisch anspruchsvoll ist laut Mitteilung der Schutz des Halbleiterlasers. Für die hermetische Abdichtung entwickelt das Fraunhofer IZM einen Vakuum-Schweißprozess. Die Verlustwärme soll über metallisierte Durchkontaktierungen im Glas abgeführt werden. Diese Through-Glass-Vias übernehmen damit eine zentrale Rolle im Wärmemanagement. Für die optische Schnittstelle integrieren die Forschenden ein antireflexbeschichtetes Fenster direkt in den Aufbau. Klebstoffe sollen entfallen; zum Einsatz kommen vakuumkompatible Fügetechnologien.
Laserkomponenten für Europas Quantenhardware
Die Projektpartner wollen mit QAmp einen Baustein für größere Ionenfallen-Quantencomputer schaffen: Mit steigender Qubit-Zahl wachsen die Anforderungen an Leistung, spektrale Präzision und Stabilität der optischen Komponenten. Die Laserverstärker sollen dazu beitragen, künftige Quantensysteme skalierbar auszulegen.
Die Validierung am Quantencomputer von neQxt soll den Nachweis liefern, dass die Module im Systemumfeld funktionieren. Ein erfolgreicher Test würde zugleich einen Beitrag zur industriellen Verfügbarkeit der Technologie leisten.
Mit einer innerdeutschen Lieferkette für Laserkomponenten bei zentralen Wellenlängen wollen die Projektpartner Deutschlands und Europas technologische Souveränität in den Quantentechnologien stärken. Für Deutschland und Europa wäre das ein Beitrag zu mehr technologischer Souveränität in den Quantentechnologien.
Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt unterstützt das Vorhaben in der Fördermaßnahme „Enabling Technologies für resiliente F&E-Lieferketten in den Quantentechnologien“.
