Mit einer Förderung von 15 Millionen Franken durch die Werner Siemens-Stiftung entsteht an den Universitäten Basel und Bern ein neues interdisziplinäres Forschungszentrum für molekulare Quantensysteme. Ziel des «WSS-Forschungszentrums» ist die Entwicklung supraleitender Quanteneinheiten, die als Grundlage für skalierbare und störungsresistente Quantencomputer dienen sollen.
Im Zentrum steht die Erforschung sogenannter topologischer Qubits, die sich durch ihre Robustheit gegenüber äusseren Einflüssen auszeichnen. In Kombination mit supraleitenden Materialien könnten sie künftig energieeffiziente Rechensysteme ermöglichen – mit potenziellen Anwendungen in Bereichen wie Klimamodellierung, medizinische Simulationen oder Materialdesign.
Supraleitung auf molekularer Ebene
Ein wesentliches Forschungsziel ist die Synthese spezieller Moleküle, die zur Beschichtung von Supraleitern geeignet sind. Diese sollen sich zu Qubits formen lassen, die unter extrem tiefen Temperaturen durch elektromagnetische Felder gezielt angesteuert und miteinander gekoppelt werden können. Die Kombination molekularer Präzision mit supraleitender Technologie gilt als zukunftsweisender Ansatz in der Entwicklung neuer Quantenarchitekturen.
«Unser Ziel ist es, supraleitende Qubits mit Hilfe topologischer Supraleiter zu realisieren – nicht als Weiterentwicklung bestehender Systeme, sondern durch einen vollständig neuen Ansatz», sagt Prof. Dr. Ernst Meyer, Physiker an der Universität Basel und Direktor des Forschungszentrums. Die Verbindung von Theorie und Experiment sowie von Chemie und Physik ist zentraler Bestandteil der Projektstrategie.
Beitrag zur nächsten Generation der Informationsverarbeitung
Durch die angestrebte Robustheit der Qubits soll eine höhere Fehlerresistenz in der Quantenverarbeitung erreicht werden – eine entscheidende Voraussetzung für industrielle Anwendungen. Die Entwicklung solcher Qubits auf molekularer Basis könnte zukünftig auch die Integration in elektronische Bauteile im Nanometerbereich ermöglichen.
Das Projekt ist eine Kooperation der Universitäten Basel, Bern und Salzburg. Die Leitung übernehmen Prof. Dr. Ernst Meyer und Prof. Dr. Dominik Zumbühl vom Departement Physik der Universität Basel. Die Werner Siemens-Stiftung fördert das Vorhaben über elf Jahre hinweg. «Uns hat überzeugt, wie hier Chemie und Physik kombiniert werden, um stabile Quantenbits zu entwickeln», so Dr. Hubert Keiber vom Stiftungsrat.
