Erst kürzlich hatten australische Wissenschaftler:innen bekannt gegeben, die weltweit erste Quantencomputerschaltung entwickelt zu haben. Dem Team unter der Leitung von Physikerin Michelle Simmons – Direktorin des „Center of Excellence for Quantum Computation“ an der Universität New South Wales – war es gelungen, eine Schaltung, die alle wesentlichen Komponenten eines klassischen Computerchips enthält, im Quantenmaßstab zu ermöglichen.

Damit wurde bewiesen, dass Silizium als Teil klassischer Computerkomponenten auch das Potenzial für die Speicherung von Quantenbits aufweist. Eben jene Quantenbits (Qubits) sind der Schlüssel zu einer Quantencomputerleistung der nächsten Generation – und es gibt sie in unterschiedlichen Varianten. Eine davon sind die Silizium-Qubits, an denen Physiker:innen zwar schon länger gebastelt, sich aber auch stets die Frage gestellt hatten, wie sie in einem großen Maßstab miteinander verbunden werden könnten.

Eine aktuelle Studie der Simon Fraser Universität in Kanada zeigt nun auf, dass bestimmte Defekte im Silizium – bekannt als T-Center – als photonische Verbindungen zwischen Qubits fungieren können.

„Ein Impulsgeber wie das T-Center, das Hochleistungs-Spin-Qubits und optische Photonenerzeugung kombiniert, ist ideal, um skalierbare, dezentralisierte Quantencomputer zu entwickeln“, so die Quantenphysikerin Stephanie Simmons zum naturwissenschaftlichen Fachmagazin Nature. Dadurch bestehe die Möglichkeit, die Verarbeitung und die Kommunikation parallel zu kontrollieren, anstatt zwei verschiedene Quantentechnologien miteinander verbinden zu müssen.

Als einen weiteren Vorteil führt die Studie an, dass T-Center das Licht mit der gleichen Wellenlänge emittierten, die von aktuellen Glasfaserkommunikations- und Telekommunikationsnetzwerken verwendet würde. Dies würde die Einführung der Quanten-Internet-Technologie erheblich vereinfachen. „Mit T-Center ist es möglich, Quantenprozessoren zu entwickeln, die mit anderen Prozessoren kommunizieren“, so Simmons.

Die Forscher:innen stellten für die Studie zehntausende winzige „Micropucks“ auf Siliziumwafern her und verwendeten spezielle Mikroskop-Techniken, um zu beweisen, dass jedes dieser winzigen Bauteile eine kleine Anzahl von T-Centern aufweist, die individuell adressiert und gesteuert werden konnten.

Das Fazit der Studie: Es muss weiterhin an der Zuverlässigkeit der Qubits gearbeitet werden. Aber die Forschung ist einen bedeutenden Schritt näher an der Potenzialentfaltung der Quantencomputer.