YQuantum ist ein neues Startup im SNI-Netzwerk, das seit Januar 2025 im Park Innovaare in Villigen ansässig ist. Das vierköpfige Team des jungen Unternehmens stellt innovative, miniaturisierte und skalierbare Hardware für Quantencomputer her und ist bereits dabei seine ersten Produkte an verschiedene Kunden auszuliefern. Wir haben mit dem CEO von YQuantum, Dr. Christian Jünger, gesprochen, um ein bisschen mehr über YQuantum zu erfahren.

Die erste Idee zur Gründung von YQuantum entstand vor etwa einem Jahr. Damals arbeiteten Dr. Christian Jünger und Dr. Johannes Herrmann bei QuantrolOx, einer Firma, die die Automatisierung von Quantencomputern vorantreibt. Die beiden jungen Wissenschaftler hatten viel Kontakt mit Herstellern von Hardware im Bereich Quantencomputing und stellten fest, dass es bei der Integration von Hochfrequenzbauteilen und Quantenobjekten einige Lücken auf der Hardwareseite gibt. 

«Wir verfügen beide über recht umfangreiches, komplementäres Wissen», erläutert Christian Jünger. «Johannes hat durch seine Doktorarbeit und seinen Postdoc in den Bereichen Hochfrequenztechnik und Quantenengineering an der ETH Zürich viel Erfahrung. Und auch ich habe mich im Rahmen meines Postdocs an der University of California, Berkeley (Kalifornien, USA) intensiv mit supraleitenden Qubits beschäftigt. So sind wir mehr und mehr zu dem Schluss gekommen, dass wir unser gemeinsames Wissen nutzen sollten, um bessere Hardware-Komponenten zu entwickeln und damit andere Forschende und Unternehmen bei der Weiterentwicklung des Quantencomputing zu unterstützen.» Als dritten Gründer holten die beiden noch Christian Jüngers Doktorvater Prof. em. Dr. Christian Schönenberger, langjähriger SNI-Direktor und ehemaliger Leiter der Quanten- und Nanoelektronikgruppe am Department Physik der Universität Basel, ins Boot. Verstärkt wird das Team zudem durch Dr. Deepankar Sarmah, der als Spezialist für Nanofabrikation und Tieftemperatur-Quantentransportmessungen ebenfalls von der Universität Basel kommt.

Gute Startbedingungen
Im Park Innovaare im Kanton Aargau findet das junge Startup der Universität Basel ideale Ausgangsbedingungen für einen erfolgreichen Start. Die Nähe zu verschiedenen Kooperationspartnern am Paul Scherrer Institut und der Universität Basel sowie exzellent ausgestattete neue Reinräume bieten beste Voraussetzungen, um schnell wertvolle Produkte testen und anbieten zu können. Eine Forschungspartnerschaft mit der University of California, Berkeley ermöglicht dem Startup der Universität Basel auch international mit führenden Wissenschaftlerteams im Bereich Quantencomputing Prototypen zu entwickeln.

Erforderliche Miniaturisierung
Ganz konkret beschäftigen sich die Wissenschaftler mit der Miniaturisierung verschiedener Bauteile, die in einem Quantencomputer benötigt werden. So haben Jünger und Herrmann beispielsweise gerade ein Patent für einen integrierten Infrarotfilter angemeldet. Derartige Filter sind notwendig, da Quantenbits (Qubits) – die extrem empfindlichen, kleinsten Einheiten eines Quantencomputer – vor Störungen aus der Umgebung geschützt werden müssen. Der von YQuantum entwickelte Filter sorgt dafür, dass Störungen in Form von elektromagnetischem Rauschen, thermischen Einflüssen oder durch einzelne Photonen gedämpft werden und die Qubits ihre Quantenzustände behalten. Im Gegensatz zu bereits existierenden Filtern ist der von YQuantum entwickelte deutlich kleiner – was wichtig ist, damit in Zukunft eine grössere Zahl von Qubits realisiert werden kann.

«Für die meisten Konzepte eines Quantencomputers braucht es sehr niedrige Temperaturen nahe des absoluten Nullpunkts, die in einem Kryostaten erreicht werden», erklärt Christian Jünger. «Für jeden Chip mit Qubits werden in diesen Kryostaten dann noch zahlreiche Hochfrequenzbauteile benötigt, die alle Platz brauchen. Um wirklich leistungsfähige Quantencomputer zu bauen, sind weit mehr Qubits notwendig als bei heutigen Ansätzen. Damit müssen auch mehr dieser Bauteile wie Filter und Verstärker in den Kryostaten integriert werden. Und genau da kommen wir ins Spiel, da wir kleinere, optimierte Bauteile anbieten, die alle skalierbar sind.»

Bereits verfügbar
Zwei Produkte hat YQuantum bereits auf dem Markt und liefert diese zurzeit an die ersten Kunden aus. Zum einen ist dies ein sogenannter DC-Block – ein kleines Gerät, das für eine saubere und kontrollierte Erdung sorgt und damit unerwünschte elektrische Ströme eliminiert, die Messergebnisse verfälschen oder empfindliche Qubits stören können. Zum anderen bietet YQuantum ein Bias Tee an, mit dem beispielweise ein Bauteil mit Strom versorgt und gleichzeitig mit Hochfrequenzsignalen angesteuert werden kann, ohne dass sich die beiden Signale stören. «Dieses Bauelement sorgt dafür, dass die Kommunikation zwischen zwei Qubits einen höheren Gütefaktor erreicht», beschreibt Christian Jünger. «Auch damit können wir Quantencomputing verbessern. Allerdings müssen wir auch oft Aufklärungsarbeit leisten, da Anwendern manchmal gar nicht klar ist, dass ihre aktuellen Lösungen nicht optimal sind.»

Partner im Nano-Argovia-Projekt
Mit Beginn des Jahres ist YQuantum auch an einem Nano-Argovia-Projekt als Industriepartner beteiligt. Zusammen mit Forschenden der Universität Basel und des Paul Scherrer Instituts entwickelt das Team einen Verstärker, der die schwachen Signale aus einem Quantencomputer ohne zusätzliches Rauschen in klassische elektrische Signale umwandelt und damit eine präzise und skalierbare Quantenkontrolle erlaubt.

«Wir haben noch zahlreiche weitere Ideen, welche Bauteile wir optimieren und miniaturisieren können, um Quantencomputer schneller, stabiler und skalierbar zu machen», sagt Christian Jünger. Dabei sind die meisten Projekte zunächst für supraleitende Quantencomputer ausgelegt, lassen sich allerdings in den meisten Fällen auch für andere Konzepte einsetzen, wie den spinbasierten Quantencomputer, wie er beispielsweise an der Universität Basel erforscht wird.

Die jungen Unternehmer bringen für diese innovativen Entwicklungen ihr Wissen ein, dass sie sich in unterschiedlichen, weltweit führenden Arbeitsgruppen in der Schweiz und den USA erarbeitet haben. Durch die Kombination aus Quantenphysik, Nanowissenschaften und Ingenieurwesen sorgen sie dafür, dass aus eins und eins mehr als zwei wird. Und obwohl der Firmenname «Why Quantum» ausgesprochen wird, ist das «Warum Quantum» für das vierköpfige Team eigentlich gar keine Frage mehr. Eher wie schnell leistungsfähige Quantencomputer entwickelt werden und wie YQuantum seine Kunden dabei unterstützen kann.

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YQuantum