Schlussbericht des Verbundvorhabens EVAQS - Enabling vacuum technologies and feedthroughs for advanced quantum systems; Teilvorhaben der Universität Mainz

Abstract

IUm Verbundvorhaben EVAQS (Enabling Vacuum Technologies and Feedthroughs for Advanced Quantum Systems) wurden von den Projektpartnern Allectra GmbH, Engionic Fiber Optics GmbH, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) Fragestellungen auf dem Weg zur kommerziellen Nutzung von Quantenprozessoren, Atomuhren und Quantensensoren auf Basis von Ionenfallen bearbeitet. Ziel des Projektes war das Schließen technologischer Lücken insbesondere im Bereich der notwendigen Vakuumkammern, optischer und elektrischer Durchführungen sowie der Verbindungstechnologie innerhalb der Vakuumkammer. Besondere Herausforderung bei der Anwendung von Ionenfallen der JGUM und auch an der PTB ist die ausschließliche Verwendung nicht magnetischer Bauteile. Zu Beginn des Projektes stand daher die Erarbeitung von Designs und Fertigungstechnologie für kompakte nicht magnetische Kammern und Flansche aus Titan- und Aluminiumlegierungen, sowie der dafür notwendigen raumsparenden Durchführungen für elektrische und optische Signale, die deutlich mehr Durchführungen von Pins bzw. Fasern als bisher auf sehr begrenzter Fläche ermöglichen. Im Bereich der Fasertechnologie stand neben der Durchführung von mehreren herkömmlichen Fasern auf sehr begrenztem Raum die Erarbeitung von Möglichkeiten, Large Mode Area (LMA) Fasern platzsparend in eine Vakuumkammer einzuführen und mit einer vakuumtauglichen Beschichtung zu versehen im Mittelpunkt. Parallel wurden Verbindungstechnologien für Faseraufbauten am Übergang von der Durchführung zur Faser und von der Faser auf die Ionenfalle erarbeitet und demonstriert. Begleitet wurden die Arbeiten durch optische und elektrische Prüfung in den Labors der JGUM und PTB, die Sicherstellung der Vakuumkompatibilität und der praktische Einsatz in den Forschungslabors unter realen Bedingungen.