​​Mikko Möttönen​

Qubits sind die Basiseinheit einer Quanteninformation. Sie speichern und verarbeiten Daten unter Verwendung empfindlicher Quantenzustände. Um diese Zustände aufrecht zu erhalten und Informationsverluste zu vermeiden, müssen Qubits bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt gehalten werden. Bei diesen Temperaturen senden Quantensysteme extrem schwache Mikrowellensignale aus. Herkömmliche Detektoren können diese Signale oft nicht genau messen, weil sie entweder thermisches Rauschen einführen oder nicht die erforderliche Kalibriergenauigkeit bieten, die unter realen Einsatzbedingungen benötigt wird. 

Die von Möttönen entwickelte Lösung besteht aus einem kryogenen Analyseinstrument mit einem hochempfindlichen Bolometer – einem Detektor, der die Leistung der Mikrowellensignale misst, indem er die winzigen Mengen Wärme erfasst, die diese Signale generieren. Das auf supraleitenden Materialien beruhende Instrument unterdrückt Rauschen und ermöglicht extrem genaue Messungen, ohne das empfindliche Quantensystem zu stören. Das Analyseinstrument ist ein Breitbandgerät mit einem integrierten Selbstkalibrierungsmechanismus.  Es umfasst eine kleine, interne Heizung, die vom Signaleingang getrennt ist und eine bestimmte Menge Heizleistung an das System abgibt. Durch Beobachten der Reaktion des Systems auf diese geregelte Zufuhr können die Messungen des Detektors äußerst präzise kalibriert werden, ohne auf eine externe Referenzquelle angewiesen zu sein. Auf diese Weise lassen sich selbst schwächste Leckstrahlung und elektromagnetische Interferenzen erfassen, was wichtige Diagnoseeinblicke zur Optimierung der Quantenhardware liefert. 

Geistiges Eigentum als Katalysator für die Vermarktung

An der Aalto University haben sich Möttönen und sein Team an die Arbeit gemacht, um für die kryogene Forschung die empfindlichsten Bolometer der Welt zu bauen. Gefördert wurden sie dabei von aufeinanderfolgenden Zuschüssen des Europäischen Forschungsrats (ERC). Diese mehrjährigen Förderprogramme ermöglichten es dem Team, kryogene Sensortechnologien zu entwickeln und bis an die Grenzen der Empfindlichkeit zu optimieren. Im Rahmen dieser Arbeiten erkannten Möttönen und sein Team, dass ihre hochempfindlichen Instrumente auch winzige Leistungsverluste und elektromagnetisches Rauschen erkennen können, die Quantenhardware beeinträchtigen. Sie versetzten ihren Schwerpunkt von der Grundlagenforschung auf die Entwicklung eines Instruments, das die Quantentechnik voranbringen soll, was die Grundlage für ein 2018 angemeldetes Patent schuf. 

Auf seinem Weg aus dem Labor in den freien Markt wurde Möttönen 2018 Mitbegründer von IQM Quantum Computers, einer Ausgründung aus der Universität. Er betrachtet geistiges Eigentum (IP) als unerlässlich für den Technologietransfer. "Beim Gründen eines Spin-out-Unternehmens ist es wichtig, von Anfang an einen starken IP-Schutz sicherzustellen. Anleger stecken nicht einfach Geld in eine abstrakte Idee, sondern sie investieren in ein Konzept, das formell geschützt ist, was wiederum ihr Risiko deutlich reduziert." Er hebt außerdem die strategische Rolle hervor, die Patente beim Aufbau eines wettbewerbsfähigen Geschäfts spielen, und weist darauf hin, dass Unternehmen oft Patentportfolios erstellen, um ihre Marktposition abzusichern, selbst wenn die einzelnen Patente keine bahnbrechenden Erfindungen betreffen. 

Über den Erfinder

Mikko Möttönen ist ordentlicher Professor für Quantentechnik an der Aalto University und eine führende Persönlichkeit im europäischen Quanten-Ökosystem. 2025 wurde er zum "Academy Professor" ernannt, Finnlands höchste Auszeichnung im Bereich der Forschung. Seine Arbeit wurde durch aufeinanderfolgende Zuschüsse des Europäischen Forschungsrats und der Akademie von Finnland gefördert. Möttönen ist zudem Multiunternehmer, Mitbegründer von IQM Quantum Computers und der 2024 gegründeten Quantencomputingfirma QMill, die auf Quantenalgorithmen spezialisiert ist. Er hat im Rahmen internationaler Forschungsstipendien an der University of New South Wales und der UC Berkeley gearbeitet.