Im Rahmen des EQUSPACE-Konsortiums (Enabling New Quantum Frontiers with Spin Acoustics in Silicon) will das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) gemeinsam mit Partnern eine neuartige Quantenplattform auf Silicium-Basis entwickeln und Quantentechnologien auf Silicium-Basis weiter voranbringen. So könnte die mit der Halbleiter-Technologie bereits entwickelte Silicium-Infrastruktur auch zur Verarbeitung von Qubits, den quantenmechanischen Informationseinheiten genutzt werden. Sogenannte Donor-Spin-Qubits wären dafür gut geeignet. Sie nutzen den Spin von Fremdatomen, um Informationen zu verarbeiten.
Ein Team des Instituts für Ionenstrahlphysik und Materialforschung am HZDR wird einen fokussierten Ionenstrahl nutzen, um ultrareines Silicium örtlich mit dem Isotop Silicium-28 anzureichern. Durch gezielte Anreicherung mit speziellen Isotopen können länger stabile Quantenzustände realisiert werden. Neben der Isotopenreinigung entwickelt das Team die Einzelionenimplantation von Donor-Atomen. Durch Implantation von Bismut-Atomen, deren Spin ein Zwei-Zustands-System bildet, der wahlweise nach „oben“ oder nach „unten“ zeigen kann, werden Qubits erzeugt, bei denen bei sehr tiefen Temperaturen beide Zustände in Überlagerungen gleichzeitig existieren. So können Quantencomputer viele Berechnungen parallel durchführen, was ihre Rechenleistung drastisch erhöhen würde.
