QSolid: Erster deutscher Quantencomputer

Gemeinsam mit 24 deutschen Forschungseinrichtungen und Unternehmen arbeitet das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in dem vom Forschungszentrum Jülich koordinierten Verbundprojekt QSolid an einem Quantencomputer mit verbesserten Fehlerraten. Ziel ist es, Deutschland auf dem Gebiet der Quantentechnologie an die Weltspitze zu bringen und damit unabhängig zu bleiben und zahlreiche neue Anwendungen für Wissenschaft und Industrie zu erschließen.

Das Fraunhofer IPMS ist Teil des neu gestarteten deutschen Förderprojekts QSolid (Quantum Computer in the solid state). Im Mittelpunkt des Projekts stehen Quantenbits – kurz Qubits – von sehr hoher Qualität, das heißt mit einer geringen Fehlerrate. Der Quantencomputer soll frühzeitig in die Supercomputing-Infrastruktur des Forschungszentrums Jülich integriert werden und mehrere supraleitende Quantenprozessoren der nächsten Generation enthalten, darunter ein "Moonshot"-System, das nachweislich die Rechenleistung herkömmlicher Computer übertrifft. Der erste Demonstrator wird Mitte 2024 in Betrieb gehen und es ermöglichen, Anwendungen sowie Benchmarks für Industriestandards zu testen.

Das Center Nanelectronic Technologies des Fraunhofer IPMS steuert einen 4000 m² großen Reinraum und seine Expertise in der hochmodernen, industriekompatiblen CMOS-Halbleiterfertigung im 300-mm-Waferstandard bei. "Wir wollen unser Know-how und unsere Infrastruktur nutzen, um skalierbare Quantenprozessoren zu ermöglichen, die auf den Errungenschaften und Vorteilen der siliziumbasierten Halbleiterfertigung aufbauen. Dies betrifft zum Beispiel Herstellungsprozesse wie Abscheidung und Nanostrukturierung oder die elektrische Charakterisierung im Wafermaßstab. Gemeinsam mit GLOBALFOUNDRIES und dem Fraunhofer IZM-ASSID soll eine Interposer-Technologie entwickelt werden, die sich auf hochdichte supraleitende Verbindungen und thermische Entkopplung durch fortschrittliches Packaging konzentriert. Zusätzlich soll kryogene Charakterisierung der CMOS-Technologie von GLOBALFOUNDRIES für eine skalierbare Steuerung erfolgen", erklärt Dr. Benjamin Lilienthal-Uhlig, Geschäftsfeldleiter für Next Generation Computing am Fraunhofer IPMS.