Halbleiterbasierte Spin-Qubits

Als das am weitesten verbreitete Ausgangsmaterial ist Silizium in der Halbleitertechnik bestens bekannt und leicht handhabbar. Zusammen mit Germanium, einem weiteren Halbleiter, lassen sich Strukturen realisieren, um einzelne Elektronen oder deren Gegenspieler, sogenannte Löcher, einzufangen und als Qubit zu verwenden.

Infineon Dresden konzentriert sich auf Spin-Qubits in solchen Silizium/Siliziumgermanium-Heterostrukturen, die robust und schnell sind und ein hervorragendes Skalierungspotenzial aufweisen. Das Prinzip ist ein sogenannter Quantenpunkt, bei dem ein zweidimensionaler See aus Elektronen mit Hilfe geeigneter Gatterelektroden derart eingeschnürt wird, bis schließlich nur ein einziges Elektron übrigbleibt. Der Spin dieses einzelnen Elektrons ist ein natürliches Quantensystem, bei dem die Spinrichtung die Information repräsentiert, die das Qubit trägt.

Infineon arbeitet in Dresden vor allem mit der RWTH Aachen, dem Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik IHP und dem Fraunhofer Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS zusammen.