Gefangene Ionen für die Entwicklung von Qubits

10. March 2021

Während der letzten Jahre sind unsere Computer immer leistungsfähiger und zugleich kleiner geworden. Diese Entwicklung hat allerdings eine physikalische Grenze, weil Quanteneffekte gerade bei sehr kleinen Transistoren eine bedeutende Rolle spielen und ihre Zuverlässigkeit reduzieren.

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Quantencomputer machen sich die Gesetze der Quantenmechanik zunutze und bilden ein vielversprechendes Forschungsgebiet. Gefangene Ionen werden häufig als Herzstück der Qubits eingesetzt, weil sie besonders lange im Zustand der Superposition verweilen können. Um die gefangenen Ionen auszubremsen und ihren Zustand zu verändern, kommen eine Paulfalle und ein spezielles Trappe-Ion-Objektiv zum Einsatz. Diese Objektive sind typischerweise für mehrere Wellenlängen farbkorrigiert und fokussieren auf Grund ihrer großen NA einen Laserstrahl sehr scharf auf das in einer Vakuumkammer befindliche Ion.

Normalerweise werden für solche Anwendungen kundenspezifische Objektive genutzt, wobei in manchen Fällen auch leicht modifizierte Katalogoptiken zum Einsatz kommen können. Sill Optics bietet beide Versionen an.