Neues Thermometer und altes Fieberthermometer (Foto: chalmers.se/en)

Forscher der Technischen Universität Chalmers haben ein Thermometer mit einer Messgenauigkeit von einem Tausendstel Kelvin entwickelt - und das nahe dem absoluten Nullpunkt (minus 273 Grad Celsius). Bei dieser kaum vorstellbaren Temperatur arbeiten die Schaltkreise eines Quantencomputers, der im Unterschied zum klassischen PC nicht auf Basis der Gesetze der Physik arbeitet.

Die Quantenmechanik ist eine Theorie, die das Verhalten der Materie im atomaren und subatomaren Bereich beschreibt. Computer auf dieser Basis können bestimmte Aufgaben weitaus schneller bewältigen als selbst heutige Supercomputer. "Schlüsselkomponenten in Quantencomputern sind Koaxialkabel und Wellenleiter. Das sind wichtige Verbindungen zwischen dem Quantenprozessor und der klassischen Elektronik, die ihn steuert", sagt Entwicklungschef Per Delsing.

Diese Verbindungen funktionieren nur dann zuverlässig, wenn sie auf extrem niedrige Temperaturen gebracht werden. Diese verhindern störende Bewegungen von Elektronen, die auf den Verbindungen unterwegs sind und die Rechenergebnisse verfälschen könnten. Es kommt entscheidend darauf an, dass diese Temperatur hochpräzise gemessen wird - möglichst in Echtzeit, damit bei Abweichungen schnell reagiert werden kann.

"Unser Thermometer ist eine supraleitende Schaltung, die direkt mit dem Ende des zu messenden Wellenleiters verbunden ist. Es ist wahrscheinlich das schnellste und empfindlichste Thermometer der Welt für diesen speziellen Zweck im Millikelvin-Massstab", so Assistenzprofessorin Simone Gasparinetti. Die Chalmers-Forscher haben sich zum Ziel gesetzt, bis 2030 einen Quantencomputer mit 100 Qubits zu bauen. Das sind die kleinsten Speichereinheiten, die den Bits in normalen Computern entsprechen.