Quantencomputer auf Silizium-Chips: Millionen Qubits möglich

Nicht nur Elektronen, auch die Löcher beziehungsweise Defektelektronen besitzen einen Spin. Schon seit 2022 ist bekannt, dass dieser sich so nutzen lässt wie bei einem Qubit.

Ein einzelnes Qubit macht aber noch keinen Quantencomputer. Dafür werden derzeit einige hundert benötigt, die dank der Quantenverschränkung zwischen den einzelnen Qubits für die erstaunlich hohe Rechenleistung solcher Systeme sorgen.

Deshalb ist die Meldung der Universität Basel beachtenswert, in der zwei dieser Löcher oder besser gesagt ihre Spins sich nicht nur wie klassische Bits verhalten haben, sondern zusätzlich interagierten. Das wäre dann der Schritt zu einem Quantencomputer.

Und weil der Prozess mit einem Feldeffekttransistor erzeugt werden konnte, kann ein weit verbreitetes Produktionsverfahren für Transistoren zur Herstellung dieser Bauteile genutzt werden. Unter anderem in Smartphones finden sich solche Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren, die in besonderer Ausprägung als FinFETs bezeichnet werden. Diese haben die Bauweise im niedrigen Nanometerbereich erst ermöglicht.

Mit dem nun erzeugten "Quantum Gate" lassen sich die beiden darin enthaltenen Qubits exakt kontrollieren. Der Spin eines Defektelektrons ließ sich gezielt umkehren und wurde zusätzlich durch den Spin des zweiten Lochs beeinflusst. Ein Ansprechen vergleichbar mit dem klassischen Transistor scheint also realisierbar.

Hinzu kommt laut Aussage der Studie, dass die Ansprechzeit im Bereich weniger Nanosekunden liegt. Daraus ergibt sich eine mögliche Taktrate von mehr als 500 Megahertz. Zudem soll die Fehlerquote minimal ausfallen.

Damit wäre nicht nur der Fertigungsprozess unproblematisch. Das Verhalten der Qubits wäre außerdem schnell und zuverlässig. Klingt schon fast zu gut, aber erst einmal dürfte noch Geduld gefragt sein, bis der schweizerische Quantencomputer mit einer Million Qubits tatsächlich vorgestellt wird. Und abwarten, ob er nicht am Ende auch bloß als Antwort auf alles "42" ausspuckt.