Junto con la Universidad de Innsbruck, la ETH Zurich e Interactive Fully Electrical Vehicles SRL, Infineon Austria está investigando cuestiones específicas sobre el uso comercial de las computadoras cuánticas. Con nuevas innovaciones en diseño y fabricación, los socios de las universidades y la industria quieren desarrollar componentes asequibles para computadoras cuánticas.

Las trampas de iones han demostrado ser una tecnología muy exitosa para el control y manipulación de partículas cuánticas. Hoy dia, forman el corazón de las primeras computadoras cuánticas operativas y, junto con bits cuánticos superconductores, se consideran la tecnología más prometedora para la construcción de computadoras cuánticas comerciales. Desde el año pasado, ingenieros e investigadores han estado explorando conjuntamente cómo se pueden construir trampas de iones utilizando tecnologías de fabricación de semiconductores y qué arquitecturas de chips cuánticos se benefician en particular de la mayor precisión y escalabilidad de la fabricación de semiconductores moderna en la cooperación entre Infineon Technologies Austria y los socios de investigación de la Universidad de Innsbruck. ETH Zurich e Interactive Fully Electrical Vehicles SRL de Italia, financiado por la UE como parte del proyecto PIEDMONS Horizonte 2020. Además, Los socios de investigación quieren saber si las trampas de iones también pueden funcionar a temperatura ambiente gracias a la innovadora geometría de la trampa. Los investigadores tienen como objetivo producir sistemas cuánticos más robustos y miniaturizar todo el sistema integrando la electrónica necesaria en el chip. En chip significa que la electrónica recién desarrollada se integra directamente junto al sistema cuántico; en el laboratorio, actualmente ocupan mucho espacio junto a la configuración experimental. La visión es hacer portátiles las computadoras cuánticas por primera vez.

Joven investigador con tesis doctoral visionaria

En su tesis doctoral, Silke Auchter investiga las trampas de iones. Estas trampas de iones se seguirán desarrollando utilizando tecnologías de fabricación de semiconductores. De este modo, las trampas se pueden producir de manera muy uniforme y precisa y se pueden combinar más fácilmente con electrónica y óptica miniaturizadas. Además, Se pueden implementar conceptos de trampa más complejos y completos que sean robustos contra interferencias externas. Los iones se utilizan como bits cuánticos, las contrapartes de la mecánica cuántica de los bits en las computadoras convencionales. Los investigadores atrapan iones en el laboratorio en un campo electromagnético cuya forma exacta está determinada por la estructura de la trampa de iones. Las trampas microfabricadas aún no han tenido un agarre óptimo de los iones. Si es posible construir estos chips cuánticos de tal manera que los iones permanezcan más estables, esto ayudará a los investigadores cuánticos de Innsbruck y Zurich en su búsqueda de registros cuánticos más grandes y algoritmos cuánticos más complejos.

Además, Se requieren estados cuánticos robustos para su uso fuera de las condiciones de laboratorio. es decir, a temperatura ambiente y, en última instancia, incluso móvil. Con los primeros prototipos de chips cuánticos, desarrollado en el departamento de MEMS en Villach, Ya se están llevando a cabo experimentos de Silke Auchter. Auchter es un Ph.D. estudiante en Infineon y es supervisado por Rainer Blatt, un físico cuántico de renombre internacional, en el Departamento de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck, Austria. El objetivo de su investigación es producir una trampa de iones microfabricada en la que los iones quedan atrapados de forma estable a temperatura ambiente. En el presente, los prototipos de computadoras cuánticas aún deben enfriarse ampliamente, que es un gran obstáculo para la producción industrial de computadoras cuánticas. En sus experimentos, Por lo tanto, Silke Auchter intenta capturar iones de manera tan eficiente que los chips cuánticos también funcionan a temperatura ambiente y se pueden construir arquitecturas de chips aún más complejas.