CEA und LETI Transistoren für Qubits

Aufbbau eines Transistors, in dem sich die Spin-Eigenschaften von Löchern untersuchen lassen.
Aufbbau eines Transistors, in dem sich die Spin-Eigenschaften von Löchern untersuchen lassen.

Rücken Quantencomputer auf Basis von Silizium-Transistoren in den Bereich des Möglichen?

Forscher vom CEA-INAC und CEA-LETI haben sehr kleine SOI-Transistoren gefertigt, die sie als die geeigneten Kandidaten für die Erzeugung von Spin-Qubits betrachten. Werden die Transistoren nahe auf den absoluten Nullpunkt abgekühlt, verhalten sie sich wie Elektronenfallen, so dass sich der Spin einzelner Elektronen messen lässt. Grundsätzlich kommen unterschiedliche physikalische Strukturen in Frage, um Qubits zu realisieren, beispielsweise Photonen, Josephson-Junctions, Atomkerne und Elektronen.

Die Forscher untersuchten in diesem Falle keine Elektronen, sondern Löcher. Ein Loch hat eine positive elektrische Ladung und gegenüber dem Elektron einen umgekehrten Spin. Deshalb reagiert ein Loch auf ein elektrisches Feld. Diese einzigartige Eigenschaft macht ein Loch geeignet, um als Qubit zu fungieren. So lassen sich über Transistoren nicht nur die Quanteneigenschaften des Spins in Silizium untersuchen, sondern die Transistoren könnten auch die Grundlage für Quantencomputer der Zukunft bilden.