Forschung -

Kühlung für die Quantenelektronik

Der Betrieb von Quantencomputern erfordert Temperaturen nahe des absoluten Nullpunkts. Nun ist es gelungen, eine dauerhafte magnetische Kühlung für diese tiefen Temperaturen zu entwickeln.

Immer mehr Technologien, die auf quantenmechanischen Effekten beruhen, etwa Detektoren und Quantencomputer, schaffen den Sprung vom Labor in die kommerzielle Anwendung. Doch für deren Betrieb sind in der Regel sehr tiefe Temperaturen nahe am absoluten Nullpunkt bei -273,15 °C nötig. Das steigert den Bedarf an effektiven Kühlungslösungen.

Bei ihrer Arbeit an der Technischen Universität München (TUM) stießen die Forscher Alexander Regnat, Jan Spallek, Tomek Schulz und Professor Christian Pfleiderer mit herkömmlichen Methoden zum Erreichen solch tiefer Temperaturen immer wieder an deren Grenzen. Deshalb entwickelte die Gruppe ihre eigene Technik, um eine dauerhafte Kühlung zu gewährleisten und gründete im Sommer 2018 das Startup Kiutra.

Derzeit arbeiten die vier am Physikdepartment der TUM an ihrem Prototyp. Weitere Mitarbeiter und auch ein eigener Firmensitz seien, laut Regnat, schon in Aussicht.

Um sehr tiefe Temperaturen zu erzeugen, nutzt man in der Regel flüssige Gase. Wenn dauerhaft Temperaturen nahe des absoluten Nullpunkts benötigt werden, kommt bisher das äußerst seltene und teure Isotop Helium-3 zum Einsatz. Eine Alternative dazu bieten magnetische Kühlverfahren, die solche Temperaturen mithilfe preiswerter Feststoffe erzeugen können – in der Regel aber nur für eine begrenzte Zeit.

„Wir sind der weltweit erste kommerzielle Anbieter einer Kühltechnik, die magnetisch dauerhaft Temperaturen nahe des absoluten Nullpunkts erreicht,“ sagt Regnat. „Dafür brauchen wir kein teures Helium-3, sondern lediglich Strom.“

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