Qubits sind die Träger von Quanteninformationen, die durch Laser geschrieben, ausgelesen oder ausgetauscht werden. Je stabiler die Laser und je langlebiger die Qubits sind, desto präziser kann mit ihnen gearbeitet werden, was zugleich aufwendige Fehlerkorrekturen vermeidet.
Eine vielversprechende Realisierung langlebiger Qubits sind ultrakalte hochgeladene positive Ionen. Diese sind, wie neueste Forschungen aus der Gruppe von José R. Crespo López-Urrutia zeigen, besonders robust gegenüber äußeren Störungen. In elektromagnetischen Fallen bei ultrahohem Vakuum können diese Ionen mit Laserlicht präpariert und über einen längeren Zeitraum nahezu ungestört gehalten werden. Ziel des Projekts ist es, simultan viele Qubits dieser Art störungsfrei zu speichern und mit extrem stabilen Lasern zu kontrollieren. Assoziierter Projektpartner ist die Toptica Photonics AG. Der vorgesehene Aufbau einer supraleitenden lonenfalle ist auf viele Qubits skalierbar.
Mit dieser Kombination aus extrem stabilen Lasern und Qubits in hohen Ladungszuständen können die Grenzen der zeitlichen Stabilität von Quanteninformation über die Sekundengrenze hinaus erkundet werden. Dies ermöglicht neue Anwendungen in der Quantensensorik und Quantensimulation. Die für viele Quantentechnologien verwendeten Laser werden dabei unter extremen Anforderungen getestet, um sie zu verbessern und weitere Anwendungen zu ermöglichen.
