Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAFAm Fraunhofer IAF wird an diamantbasierten Bauelementen und innovativen Lösungen für Zukunftsthemen im Bereich des Quantencomputings und der Quantensensorik geforscht.
Wir forschen und entwickeln Halbleiterbauelemente und elektronische Komponenten zur Ansteuerung und Manipulation von Farbzentren in Diamant, welche als Qubits für das Quantencomputing und als atomarer Sensor für das Quantensensing eingesetzt werden.
Wir untersuchen für das Quantencomputing, wie man mit Stickstoff-Vakanz-Zentren (NV-Zentren) in Diamant einzelne Qubits realisieren, stabilisieren, manipulieren und diese zu einem größeren Quantenregister verschränken kann, um Quanten-Gate-Operationen durchführen zu können. Um das Quantencomputing nutzbar zu machen, sind ein weiterer wichtiger Bestandteil die Software und Industrieanwendungen. Daher forschen wir auch im Bereich des Quantum Software Engineering sowie hybrider Quantenanwendungen und -algorithmen.
Für die Quantensensorik erforschen wir technologische Verfahren, um mittels Farbzentren hochempfindlich Magnetfelder für Anwendungen in der Nanoelektronik, der Navigation und der Biomedizin zu vermessen.
Wichtige Kernkompetenzen für die Nutzung dieser Quantenzustände sind die Materialentwicklung für diamantbasierte Bauelemente sowie unser Know-how in der Optoelektronik und Mikrowellentechnologie, das wir zur Anregung der Farbzentren auf atomarer Ebene nutzen und zu diesem Zweck weiterentwickeln.