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Menlo Micro und Perdue University

MEMS-Switch ebnet Weg zu Quantencomputern

4. März 2026, 14:40 Uhr | Heinz Arnold

Menlo Micro hat in Zusammenarbeit mit der Purdue University eine kommerziell einsetzbare Architektur für Quantensteuerungs- und Ausleseelektronik bei kryogenen Temperaturen entwickelt – ein Meilenstein auf dem Weg zu skalierbaren Quantencomputern.

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Im Mittelpunkt steht dabei die kryogene »MEMS Ideal Switch«-Plattform von Menlo Micro. In einer kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Microsystems & Nanoengineering veröffentlichten Arbeit demonstriert Menlo Micro die skalierbare Signal-Multiplexing-Architektur der nächsten Generation. Sie behebt einen kritischen Engpass, der bisher in Quantensystemen besteht: die Verbindung zwischen der konventionellen Elektronik, die bei Raumtemperatur arbeitet und mit deren Hilfe Qubits gesteuert und ausgelesen werden, und den kryogenen Quantenprozessoren, in denen sich die Qubits befinden.

Denn die kryogenfähigen MEMS-Switch-basierten Multiplexer ermöglichen die hochpräzise Kommunikation zwischen Elektronik und Qubits und reduzieren die Komplexität der Verkabelung, die thermische Belastung und die Systemkosten.

»Unsere gemeinsame Forschungsarbeit schlägt die Brücke zwischen Innovationen auf der Komponenten- und der Systemebene«, sagte Prof. Luna Lu, Vizepräsidentin des Office of Industry Partnerships der Purdue University. »Wir zeigen, wie die kommerziell verfügbare MEMS-Schaltertechnologie genutzt werden kann, um wichtige Herausforderungen hinsichtlich der Skalierbarkeit im Bereich des Quantencomputings zu lösen und die Einführung einsetzbarer Großsysteme zu beschleunigen.«

Die MEMS-Switch-Multiplexer zeigten eine hervorragende Kryogenleistung und arbeiteten zuverlässig über mehr als 100 Millionen Schaltzyklen. Über die Signalführung hinaus demonstrierte die Zusammenarbeit auch NAND- und NOR-Logikgatteroperationen bei kryogenen Temperaturen unter Verwendung derselben MEMS-Schaltertechnologie. Die Schalter von Menlo Micro können also digitale Logikfunktionen direkt in einer kryogenen Umgebung und damit näher am Quantenprozessor durchführen. Für die Entwickler von Quantensystemen reduziert sich die Verdrahtungskomplexität und die thermische Belastung, so dass sie skalierbare Architekturen für die Quantencomputer der nächsten Generation aufbauen können.

Die Forscher der Purdue University charakterisierten die Plattform bei etwa 5,8 K und maßen eine Einfügungsdämpfung von besser als 0,5 dB und eine Isolation von 35 dB sowie eine dynamische Schalterreaktion, einschließlich Gate-Drive-Techniken, die ein Prellen des Schalters verhindern. Diese Ergebnisse bestätigten die Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit sowohl der Multiplexing- als auch der Logikoperationen und untermauerten die Eignung von MEMS-Schaltern als Schlüsselkomponenten in kryogenen Multiplexern für aktuelle und zukünftige Quantensysteme.

»Wir haben gezeigt, dass unsere kommerziell erhältlichen kryogenen Schalter einen wesentlichen Beitrag leisten, um skaliebare Quantensysteme der nächsten Generation aufbauen zu können und erweitern unseren Markt in Richtung der aufstrebenden Quantentechnologien«, sagt Russ Garcia, CEO von Menlo Micro.

»Unsere Arbeit zeigt, dass der MEMS-Schalter von Menlo Micro durch Gate-Wellenform-Engineering problemlos auf den kryogenen Betrieb angepasst werden kann und somit eine kompakte, skalierbare und leistungsstarke HF-Multiplex-Schaltung ermöglicht, die für große Quantensysteme von entscheidender Bedeutung ist«, sagt Connor Devitt, Forscher an der Purdue University.