Neben der Sprungtemperatur sind auch anderweitige Eigenschaften wie beispielsweise das Oxidationsverhalten bei der Suche nach alternativen Qubit-Materialien entscheidend. „Es ist natürlich immer risikoreich, neues Material zu testen, weil es nicht unbedingt besser sein muss“, beschreibt Vera den Prozess. „Aber ich glaube, so ist einfach Forschung.“ Noch könne man auch nicht sagen, ob und um wie viel sich die Lebenszeiten der Qubits bei neuen Materialien verbessern. 

Neues Material braucht neue Prozesse

Neue Materialien bedeuten auch neue Prozesse in der Fertigung: „Meine Forschung beinhaltet auch die Suche nach neuen Fabrikationsmethoden, um dann die Qubits zu bauen“, erklärt Vera, „die Prozesse würden sich schon deutlich unterscheiden.“ Die Elektroden-Arme der Josephson Junction aus Aluminium würden beispielsweise in einem sogenannten „Lift-off-Verfahren“ hergestellt. Dabei wird die Aluminiumschicht zunächst auf den gesamten Wafer abgeschieden. Anschließend wird das Material über zuvor definierten Bereichen entfernt, sodass nur die gewünschten Strukturen auf dem Wafer zurückbleiben. Für Niob oder Tantal untersucht Vera hingegen einen alternativen Herstellungsprozess, bei dem erst alle Materialschichten gestapelt aufgebracht werden und die Strukturen – Leitungen zur Steuerung und zum Auslesen der Qubits, die Qubits oder die Josepshon Junction selbst – entsprechend „top-down“ reingeätzt werden.

Am Ende sei auch hier das Ziel die Skalierung, dass die neuen Methoden also in den ganzen Produktionsprozess von Quantenchips auf industriell relevanter Skala eingefügt werden können. Eine Herausforderung dabei sei unter anderem, reproduzierbar gleiche Qubits herzustellen. „Für das experimentelle Arbeiten ist unser Reinraum hier am WMI sehr gut geeignet“, erzählt die Wissenschaftlerin, „wenn es dann um die Skalierungsthemen geht, braucht man aber schon solche Reinräume wie am HLL.“ Das Halbleiterlabor der Max-Planck-Gesellschaft (HLL) befindet sich direkt nebenan. Aktuell noch getrennt durch einen Zaun, in den demnächst eine Tür eingebaut wird, um auch räumlich noch mehr von der Nähe der beiden Institute zu profitieren. Auf die künftig geplante noch engere Zusammenarbeit mit dem HLL freut sich Vera schon sehr.

Erstmal bekommt jedoch noch ihr heimisches WMI-Labor ein Upgrade: Gerade wird dort eine neue Sputter-Anlage aufgebaut. Beim Sputtern wird ein Material atomar zerstäubt, um sich dann auf einem Substrat niederzusetzen, wo es eine Schicht bildet. „Vielleicht wird die Anlage sogar heute noch fertig, dann können da bald neue Materialien getestet werden“, freut sich die Wissenschaftlerin. „Wenn es soweit ist, möchte ich auf jeden Fall erstmal Tantal reinmachen“. Am Aufbau der Anlage war sie maßgeblich beteiligt. Bevor wirklich neue Materialien darin ausprobiert werden können, sei aber noch einiges an Arbeit nötig: „Es müssen jetzt noch Gasleitungen verlegt werden und dann muss man die Anlage erstmal mit Materialien testen, die man kennt, um die Parameter-Einstellungen zu überprüfen“, erklärt sie.

Immer neue Perspektiven

Wenn einmal alles fertig aufgebaut ist, hofft Vera auch, dass sich viele spannende Themen für Abschlussarbeiten ergeben. In der Lehre ist sie bereits seit ein paar Semestern aktiv. Zu Beginn half sie bei verschiedenen Veranstaltungen an einzelnen Terminen, im vergangenen Semester hielt sie dann etwa die Hälfte der Vorlesungen in einem Modul. „Die Vorbereitung kostet natürlich sehr viel Zeit. Aber ich lerne die Themen nochmal ganz anders, weil ich wirklich jedes Detail verstehen möchte, um das anderen beibringen zu können“, erzählt sie. Am meisten Spaß machen ihr dann die Vorlesungen selbst. Besonders in den Mastervorlesungen mit weniger Teilnehmenden ergäben sich häufig Diskussionen und interessante Fragen, über die sie davor noch nie nachgedacht hätte.

Immer neuen Fragen nachgehen ist auch der rote Faden, der sich durch Veras bisherige Forschungskarriere zieht. Ihre Entscheidung, nach dem Abitur an die Universität Stuttgart zu gehen, beschreibt Vera noch als „eher willkürlich“. Aus dem kleinen Ort am Bodensee, aus dem sie kommt, musste sie ohnehin wegziehen, weil es in der Nähe keine guten Studiumsoptionen für sie gab. Sowohl für ihre Promotion als auch ihren Postdoc orientierte sich die Wissenschaftlerin inhaltlich um, folgte immer den Themen, die sie gerade am spannendsten fand. „Das ist schon sehr arbeitsintensiv, weil man quasi nochmal weiter unten anfängt. Aber man lernt sehr viel, es ist immer spannend“, meint sie. In ihrer Promotion beschäftigte sich die Wissenschaftlerin mit Quantenspinflüssigkeit, einem Materiezustand, bei dem auch bei tiefsten Temperaturen keine ausgerichteten Quantenspins auftreten – entgegen des üblichen Verhaltens magnetischen Materials, in dem sich bei tiefen Temperaturen die Spins aller Elektronen gleich ausrichten. „Da war ich im Bereich der Festkörperphysik tätig und habe Kandidaten für Quantenspinflüssigkeit untersucht“, erzählt Vera. „Also ich hab‘ kein neues spin-liquid gefunden“, sagt sie und lacht, „dieser Materiezustand wurde bisher theoretisch vorausgesagt, aber man hat ihn noch nicht unbestreitbar in einem Material nachgewiesen.“ Bei der schrittweisen Charakterisierung der Materialien habe sie aber immer sehr interessante Eigenschaften herausfinden können, auch das sei ein Gewinn.

Und auch an ihrem jetzigen Forschungsgebiet interessiert Vera am meisten, dass sie nach Sachen sucht, die neu sind, und dabei viel von den Materialien lernt. Im Vergleich zu ihrer Promotion in der Grundlagenforschung ist ihre heutige Arbeit jedoch deutlich anwendungsbezogener. „Mich fasziniert, dass man die Quantenphysik quasi für sich ausnutzen kann“, meint sie, „dass man mit der Quantenphysik arbeiten kann und dann einen Quantencomputer daraus bauen kann.“ Und das Herz des Quantencomputers – das baut sie.
 

Veröffentlicht am 27. März 2026; Interview am 11. Dezember 2025.