Active impedance matching of a cryogenic radio frequency resonator for ion traps Marjan Schubert, Lukas Kilzer, Timko Dubielzig, Meinhard Schilling, Christian Ospelkaus, Benedikt Hampel Review of Scientific Instruments 93, 093201 - 2022 https://doi.org/10.1063/5.0097583
Vor einigen Jahren entstand am Institut ein auf Magnetfeldsensoren basierendes System zur Messung der Geschwindigkeiten von Fahrzeugen. Das System wurde in Zusammenarbeit mit der PTB getestet und weiterentwickelt. Nun soll die im Testaufbau verwendete Elektronik auf die speziellen Anforderungen bei der Geschwindigkeitsmessung angepasst werden. Dazu gehören die Entwicklung geeigneter Elektronik und die Datenverarbeitung mit einem Mikrocontroller.
Vorkenntnisse: Erfahrung mit Mikrocontrollerprogrammierung
Quantencomputer unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht von klassischen Computern. Während herkömmliche Systeme Berechnungen auf Basis der Logikpegel '0' und '1' durchführen, greift man bei Quantencomputern auf Quantenbits (Qubits) zurück. Dabei können Qubits aus verschiedenen Quantenzuständen erzeugt werden. Im Projekt Quantum Valley Lower Saxony (QVLS) werden als Quantenzustände die Spins von Elektronen mehrerer gefangener Ionen verwendet. Quantencomputer auf Basis von Ionenfallen sind aufgrund ihrer Skalierbarkeit ein vielversprechender Ansatz, um die Leistungsfähigkeit herkömmlicher Computer zu übertreffen (Quantenüberlegenheit).
Für das Fangen der Ionen werden von einem Resonator erzeugte elektrische Felder verwendet, welche die Ionen in einer Höhe von 90 µm über der in der Abbildung gezeigten Fallenoberfläche schweben lassen. Die Optimierung der Erzeugung der elektrischen Felder und der dynamischen Impedanzanpassung ist aufgrund der unmittelbaren Nähe zu den Informationsträgern dringend erforderlich. Vielversprechende Komponenten einer Abschlussarbeit können an einem Probeaufbau des Quantencomputers in Hannover getestet werden. Die Aufgabenbereiche erstrecken sich über Entwurf und Simulation verschiedener Spulengeometrien, Schaltungs-/ Platinendesign und 3D-Druck.
