ybride Quantensysteme kombinieren komplementäre physikalische Plattformen, um Bereiche zu erschließen, die über die Möglichkeiten eines einzelnen Systems hinausgehen. Eine rasch wachsende Klasse solcher Systeme nutzt kryogene Festkörper als Wirtsmaterialien. Dabei werden Verunreinigungen in dünne Kryokristallfilme eingebettet oder auf diese aufgebracht und an supraleitende Mikrowellenschaltungen gekoppelt. Diese Systeme sind besonders attraktiv für Quantenspeicher, da kryogene Festkörper weiche, magnetisch ruhige Umgebungen bieten, die die Kohärenz erhalten. Allerdings begrenzen intrinsische Verlustmechanismen in supraleitenden Schaltungen die Leistungsfähigkeit, und das Verständnis der Wechselwirkung kryogener Festkörper mit supraleitenden Materialien hat sich zu einem entscheidenden Engpass entwickelt. Jüngste Beobachtungen reduzierter Quasiteilchenverluste in granularen Aluminiumresonatoren, die mit Parawasserstoff-Kryokristallen bedeckt sind, unterstreichen das Potenzial von Kryokristallen zur Modifizierung von Verlustprozessen. Gleichzeitig bleibt jedoch offen, ob diese Effekte allgemein oder materialspezifisch sind. Die Beantwortung dieser Frage ist essenziell für die Weiterentwicklung hybrider Quantensysteme mit Kryokristallen.

Dieses Projekt zielt darauf ab, Verluste in hybriden Quantensystemen aus Kryokristallen und supraleitenden Schaltkreisen systematisch zu untersuchen und zu quantifizieren. Es prüft die Hypothese, dass Kryokristalle zur Modifizierung und Minderung von Verlustmechanismen in supraleitenden Schaltkreisen eingesetzt werden können. Hauptziele sind die Identifizierung optimaler Kombinationen von Kryokristallen und supraleitenden Materialien, die Trennung dielektrischer und Quasiteilchenverluste in hybriden Architekturen sowie die Bestimmung des Einflusses von Kryokristallen auf die Erzeugung und Relaxation von Quasiteilchen nach ionisierender Strahlung und optischer Anregung.