Gemeinsam zum skalierbaren Halbleiter-Quantencomputer

13.06.2022

Das Forschungszentrum Jülich, die RWTH Aachen und das Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP) bündeln ihre komplementären Kompetenzen auf dem Gebiet der Halbleiter- und Quantentechnologie.

 

Quantencomputer bergen enormes Potenzial, um beispielsweise die Suche nach Materialien und medizinischen Wirkstoffen oder die Lösung von Logistikproblemen zu beschleunigen. Eine bislang ungeklärte Frage ist jedoch, wie sich große Mengen an Quantenbits, kurz Qubits, realisieren lassen. Qubits sind der elementare Grundbaustein eines jeden Quantencomputers. Für viele Anwendungen wird allerdings eine enorme Zahl von ihnen benötigt. Halbleiter-Qubits bieten in dieser Hinsicht einige Vorteile. Um sie herzustellen, lassen sich die üblichen Verfahren aus der etablierten Halbleiterfertigung nutzen.

Quantenchips mit Halbleiter-Qubits konnten zuletzt eine rasante Entwicklung verzeichnen. Der Ansatz hat mittlerweile das Qualitätsniveau anderer Plattformen erreicht und sich dabei als deutlich weniger empfindlich gegenüber Störungen von außen, wie etwa Wärmestrahlung oder auch kosmische Teilchen, erwiesen. Für die nächste Herausforderung, nämlich der Realisierung größerer, skalierbarer Quantenschaltkreise, arbeiten das Forschungszentrum Jülich, die RWTH Aachen University und das Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP) bereits in mehreren Projekten – QUASAR, QLSI, SiGeQuant – zusammen, um solche Quantenbits auf Halbleiterbasis weiter in Richtung Anwendung zu bringen. Ein wichtiger gemeinsamer Industriepartner ist dabei die Infineon Technologies AG, der größte Halbleiterhersteller in Deutschland.

Durch die nun geschlossene Vereinbarung soll diese Kooperation verstetigt werden, unter anderem durch den Aufbau eines gemeinsam betriebenen Joint Lab. Das IHP bringt darin seine Kompetenzen im Wachstum von Heterostrukturen und in der Qubit-Fabrikation auf der Basis von Ge/SiGe- und Si/SiGe-Verbindungen ein. Das Forschungszentrum Jülich und die RWTH Aachen verfügen komplementär dazu im Rahmen des gemeinsamen JARA Instituts für Quanteninformation über ausgewiesene Expertise auf dem Gebiet der Device-Konzeptionierung, Charakterisierung und Qubit-Demonstration.