imec bringt EU-Pilotlinie für Halbleiter-Qubits an den Start

SPINS soll Spin-Qubits auf drei Plattformen in Richtung Fertigung bringen

Mit SPINS will das Konsortium Prozesse und Designs für skalierbare, stabile und leistungsfähige Spin-Qubits auf drei Technologieplattformen voranbringen: Si/SiGe, Ge/GeSi und SOI. Dazu gehören Multi-Project-Wafers und standardisierte Quantum-Process-Design-Kits, die den Weg von der Forschung in die Fertigung erleichtern sollen. Laut imec zielt das Projekt darauf, Einstiegshürden für Start-ups und kleinere Unternehmen in der halbleiterbasierten Quantentechnologie zu senken und den frühen Aufbau von Know-how in Europa zu unterstützen. Im Mittelpunkt stehen Quantenchips für Anwendungen im Quantencomputing.

Kristiaan De Greve, Koordinator von SPINS, erklärte: „Die Skalierung von Qubits erfordert eine extrem kontrollierbare Umgebung und robuste Fertigungsprozesse, weil Qubits äußerst empfindlich auf Umgebungsrauschen reagieren. Diese Herausforderungen verlangen die Präzision und Kontrolle, die es nur in der Reinrauminfrastruktur der Halbleiterfertigung gibt, zusammen mit einer Forschungs- und Innovationsmentalität, um eine solche Umgebung auf diese empfindlichen Qubits auszurichten. Bei imec befassen wir uns seit über 40 Jahren kreativ mit komplexen Problemen in der fortschrittlichen Halbleiterfertigung. Indem wir die Expertise unserer europäischen Konsortialpartner in dieser Quanten-Pilotlinie bündeln, werden wir die Entwicklung halbleiterbasierter Qubits mit hohem Technologiereifegrad beschleunigen und damit größere Quantensysteme aus europäischer Fertigung ermöglichen.“

Skalierbare Quantenprozessoren erfordern neue Fertigungswege

Laut imec liegt die zentrale Hürde derzeit zwischen der heutigen Quantenforschung und Quantenprozessoren, die sich tatsächlich herstellen und für größere Anwendungen einsetzen lassen. Für zuverlässige und fehlertolerante Quantencomputer muss die Zahl stabiler Qubits deutlich steigen, im Idealfall bis in den Milliardenbereich. Gleichzeitig sind damit hohe technische Anforderungen verbunden, etwa Kryobetrieb, ultrapräzise Steuerelektronik und hochspezialisierte Fertigungsprozesse. Die neue Pilotlinie soll an dieser Stelle ansetzen und dabei helfen, aus Forschungsergebnissen belastbare Herstellungswege für halbleiterbasierte Quantenchips zu entwickeln.

50 Millionen Euro für 25 Partner aus Wissenschaft und Industrie

Für das Vorhaben stehen 50 Millionen Euro bereit, kofinanziert über das Chips Joint Undertaking der EU sowie durch nationale und regionale Stellen der beteiligten Mitgliedstaaten. Unter Leitung von imec arbeitet dafür ein Konsortium aus 25 europäischen Partnern zusammen, darunter Forschungs- und Technologieorganisationen wie Fraunhofer, VTT und CEA-Leti, Unternehmen wie Infineon und Siltronic sowie Hochschulen wie die TU Delft und die University of Jyväskylä. Die Pilotlinie ist damit Teil eines größeren europäischen Anlaufs, Quantenchip-Technologien gezielt in Richtung industrieller Umsetzung zu entwickeln.

Sechs Pilotlinien von Photonik bis zu neutralen Atomen

Mit sechs Pilotlinien bündelt die EU mehrere technologische Ansätze für die nächste Generation von Quantensystemen. Zur Halbleiterlinie SPINS treten P4Q für photonische Quantenansätze unter Koordination der University of Twente in den Niederlanden, CHAMP-ION für Ionenfallen bei SAL in Österreich und SUPREME für supraleitende Qubits unter Führung von VTT in Finnland. Weitere Schwerpunkte setzen DIREQT für diamantbasierte Quantenchips unter Leitung von CNR in Italien und Q PLANET für neutrale Atome bei Pasqal in Frankreich.