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Forschung zu elektronischen Schlüsselkomponenten für die Quantentechnologie

21.04.2023

Schlüsselkomponente für die Quantentechnologie: Im EU-Projekt TruePA wird die nächste Generation von quantenlimitierten Mikrowellenverstärkern entwickelt.

Im kürzlich gestarteten Projekt „TruePA“ (Truly Resilient Quantum Limited Traveling Wave Parametric Amplifiers) entwickeln Forschende der PTB zusammen mit sieben europäischen Partnern die nächste Generation von parametrischen Verstärkern, kurz TWPAs. Wegen ihres extrem niedrigen Rauschens sind sie von Bedeutung für die Detektion schwacher elektromagnetischer Signale bei Mikrowellenfrequenzen von einigen Gigahertz.

„Derzeit gibt es noch deutliches Verbesserungspotenzial bei TWPAs, beispielsweise müssten sie unempfindlich gegenüber Magnetfeldern sein und möglichst nah an die theoretisch berechnete Untergrenze des Rauschens, das Quantenlimit, herankommen“, erläutert Projektkoordinatorin Anja Metelmann vom Institut für Quanten-Materialien und Technologien am Karlsruher Institut für Technologie. „In TruePA legen wir die theoretischen und praktischen Grundlagen, und unsere Industriepartner können aus den Forschungsergebnissen direkt neue Anwendungen erschließen.“

Um das zu erreichen, arbeiten die Forschenden an neuartigen Schaltkreisdesigns mit supraleitenden Materialien. Dabei kommen neue Charakterisierungsmethoden zum Einsatz, die auf quantenoptischen Techniken basieren. Ziel ist, die Forschung und Entwicklung quantenlimitierter Verstärker voranzutreiben und neue Einblicke in die Physik supraleitender Schaltkreise zu ermöglichen. Die in der PTB dazu betriebene Grundlagenforschung ist fokussiert auf die Entwicklung von TWPAs, die robust gegen externe Magnetfelder und geeignet für hohe Eingangsleistungen sind. Zusätzlich verfolgt die PTB die Entwicklung von zukünftigen Kalibrierangeboten für Verstärker dieser Art.

Die EU fördert das Projekt mit drei Millionen Euro über eine Laufzeit von drei Jahren. Weitere Informationen zu TruePA finden sich auf der Website des Projekts: www.truepa.eu.

 

Bild: Schlüsselkomponente für die Quantentechnologie: Im EU-Projekt TruePA wird die nächste Generation von quantenlimitierten Mikrowellenverstärkern entwickelt.

 

 

Ansprechperson:

Lukas Grünhaupt

Fachbereich 2.4 „Quantenelektronik“

lukas.gruenhaupt@ptb.de

 

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Dr. Dr. Jens Simon

Phone: +49 531 592-3005
Email:
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