Quantencomputer: Starkes Magnetfeld stellt Qubit als Lupe scharf

Forschende des KIT präsentieren stabiles Fluxonium-Qubit, das Rauschen im Magnetfeld sichtbar macht – Publikation in Nature Communications

supraleitendes Fluxonium-Qubit — Elektronenmikroskopaufnahme mit Illustration eines neuartigen supraleitenden Fluxonium-Qubits am KIT. Das Qubit bleibt auch in hohen Magnetfeldern stabil und dient als empfindlicher Sensor, mit dem sich magnetische Defekte in Materialien charakterisieren

Quantencomputer versprechen, in Zukunft hochkomplexe Probleme zu lösen, beispielsweise bei der Entwicklung neuer Materialien oder Medikamente. Sie rechnen mit Qubits, die viele verschiedene Zustände gleichzeitig annehmen können. Als verheißungsvolle Qubits gelten supraleitende Schaltungen, die bei tiefen Temperaturen keinen elektrischen Widerstand aufweisen. Starke Magnetfelder können die Quanteneigenschaften allerdings beeinträchtigen. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben nun ein supraleitendes Qubit entwickelt, das auch in starken Magnetfeldern stabil bleibt. Sie berichten in der Zeitschrift Nature Communications.

Qubit dient als empfindlicher Sensor

„Ein hochfeld-tolerantes Qubit dient als empfindlicher Sensor, um magnetische Defekte in neuen Materialien, Dünnschichten oder Chips zu charakterisieren“, erklärt Professor Ioan M. Pop vom Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT) des KIT. Bei dem vorgestellten Qubit handelt es sich um ein Fluxonium, das seinen Quantenzustand trotz starkem äußerem Magnetfeld aufrechterhalten kann, mit einem Nanokontakt aus granularem Aluminium. Die Forschenden setzen dieses Qubit ein, um eine entscheidende Verlustquelle beim Betrieb von Quantencomputern, nämlich Rauschen im Magnetfeld, direkt sichtbar zu machen. „Wir nutzen das starke Magnetfeld sozusagen zum Scharfstellen des Qubits als Lupe“, erläutert Dr. Simon Günzler vom IQMT. Mit jeder Verringerung des Rauschens rücken Quantencomputer näher an den Einsatz in Forschung und Industrie.

or, 03.12.2025