{"id":26342,"date":"2025-01-09T09:30:00","date_gmt":"2025-01-09T08:30:00","guid":{"rendered":"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=26342"},"modified":"2025-08-19T09:37:29","modified_gmt":"2025-08-19T07:37:29","slug":"high-density-wiring-system","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/expertise\/close-ups\/high-density-wiring-system\/","title":{"rendered":"High Density Wiring<\/strong> | Auf dem Weg zur Skalierbarkeit von Quantencomputern<\/strong>"},"content":{"rendered":"\n
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Eine gro\u00dfe Herausforderung bei der Entwicklung gro\u00dfskaliger Quantencomputer besteht darin, dass zur Kontrolle und zum Auslesen der Qubits zahlreiche Kabel ben\u00f6tigt werden. Gleichzeitig ist der Platz in den Kryostaten jedoch begrenzt, was die Integration dieser Kabel erschwert. Diese Einschr\u00e4nkung erfordert innovative Ans\u00e4tze zur Verdichtung und Optimierung der Verkabelung, um die ben\u00f6tigte Anzahl an Verbindungen unter den gegebenen Platzbedingungen effizient zu realisieren.<\/p>\n

Eine vielversprechende Technologie ist das High Density Wiring bei dem folien-basierte flexible Verbindungsleitungen statt konventioneller Koaxialkabel zum Einsatz kommen. So kann nicht nur die Verbindungsdichte erh\u00f6ht, sondern auch die thermische Belastung durch eine Verringerung des gesamten Kabelquerschnitts und damit der gesamten thermischen Masse pro Verbindung erheblich reduziert werden. High Density Wiring tr\u00e4gt somit erheblich zur Skalierbarkeit des Quantencomputers bei und kann passgenau auf Kunden zugeschnitten werden.<\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n <\/div>\n\n\n

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©<\/span>Fraunhofer Mikroelektronik; Candid Photography | Ivan Paniotov<\/div><\/div>\n <\/div>\n\n\n

Mehr technische M\u00f6glichkeiten durch High Density Wiring<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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Das gezeigte Exponat setzt sich aus einem flexiblen Kabel und einer raumsparenden PCB (Printed Circuit Board) Direktkontaktierung zusammen. Mithilfe von hochdichten Signalleitungen k\u00f6nnen Steuer- und Auslesesignale an die Qubits \u00fcbertragen werden. Diese Signalleitungen werden durch ein spezielles Rolle-zu-Rolle-Verfahren gefertigt, das eine reproduzierbare Qualit\u00e4t der Leitungen erm\u00f6glicht. Die lithografische Strukturierung sorgt dabei f\u00fcr eine hohe Aufl\u00f6sung. Theoretisch k\u00f6nnen die Kabel auf diese Weise beliebig lang gefertigt werden. Zus\u00e4tzliche Verbindungselemente k\u00f6nnen damit entfallen.<\/p>\n

Mit dem gezeigten Design sind mehr als 80 geschirmte Leitungen pro Zoll realisierbar, deren kleiner Querschnitt (Dicke < 100 um) zusammen mit der Verwendung von supraleitenden Materialien<\/a> zu einer geringeren aktiven sowie passiven W\u00e4rmeleitung f\u00fchrt. Die Schirmung jeder einzelnen Leitung durch den sog. via-fence reduziert den Crosstalk deutlich und das geringe Packaging der Direktkontaktierung spart Raum und Platz auf der Leiterplatte, auf der sich der Prozessor befindet. Das High Density Wiring-System kann somit dazu beitragen, begrenzte Kryostatkapazit\u00e4ten optimal zu nutzen.<\/p>\n

Die Forschung und Entwicklung des High Density Wiring \u2013Systems wird im Rahmen zweier Projekte gef\u00f6rdert: Im Projekt \u00bbMunich Quantum Valley Quantencomputer Demonstratoren \u2013 Supraleitende Qubits\u00ab (MUNIQC-SC)<\/a> durch das BMFTR (vormals BMBF) und im Rahmen des Munich Quantum Valley<\/a> bzw. durch das Land Bayern (Hightech Agenda Bayern). Neben dem Fraunhofer EMFT sind zwei weitere Fraunhofer-Institute beteiligt: das Fraunhofer IIS sowie das Fraunhofer IISB.<\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n <\/div>\n\n\n

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High Density Wiring auf einen Blick<\/h3><\/span><\/th>\n <\/tr>\n \n

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Ger\u00e4t\/ Technologie<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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High Density Wiring-Systen<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Standort<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Fraunhofer EMFT – M\u00fcnchen<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Leistung<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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  • Verbindungsdichte kann durch mehr Flexibilit\u00e4t erh\u00f6ht werden<\/li>\n
  • thermische Belastung wird durch Verringerung des gesamten Kabelquerschnitts und damit der gesamten thermischen Masse pro Verbindung erheblich reduziert<\/li>\n
  • weniger Crosstalk und Signalverluste durch Verwendung von supraleitenden Materialien und innovatives Abschirmkonzept (via-fence)<\/li>\n<\/ul>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n
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Besonderheiten<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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  • Technologie ist skalierbar<\/li>\n
  • reproduzierbare Qualit\u00e4t der Leitungen<\/li>\n
  • Kabel k\u00f6nnen flexibel im verf\u00fcgbaren Raum innerhalb des Quantencomputer-Kryostaten untergebracht werden<\/li>\n<\/ul>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n
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Kooperation<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Projekt \u00bbMUNIQC-SC\u00ab:<\/strong> Technische Universit\u00e4t M\u00fcnchen, Fraunhofer EMFT, Fraunhofer IIS, Fraunhofer IAF, Friedrich-Alexander-Universit\u00e4t Erlangen-N\u00fcrnberg, Infineon Technologies AG, Leibniz IHP, IQM Germany GmbH, kiutra GmbH, Bayerische Akademie der Wissenschaften \u2010 Leibniz\u2010Rechenzentrum (LRZ), Parity Quantum Computing Germany GmbH, Forschungszentrum J\u00fclich GmbH, Peter Gr\u00fcnberg Institut (PGI) & Zurich Instruments Germany GmbH<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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F\u00f6rderung<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Projekt \u00bbMUNIQC-SC\u00ab:<\/strong> ca. 44,2 Mio. \u20ac (F\u00f6rderquote 86% durch das BMFTR (vormals BMBF))<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Projektlaufzeit<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Projekt \u00bbMUNIQC-SC\u00ab:<\/strong> Januar 2022 – Dezember 2026<\/p>\n

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Sie m\u00f6chten noch mehr zu den Potenzialen von Quantentechnologien wissen? <\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Dann werfen Sie doch einmal einen Blick in die vierte Ausgabe unserer Magazins FMD.impuls.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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\n \n <\/div>\n FMD.impuls | Ausgabe 4<\/a>
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Andere Exponate des QNC Summit und FMD Innovation Day 2024<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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MiLas\u00ae \u2013 Mikrointegrierte Diodenlasermodule<\/strong><\/h3>\n <\/a>\n <\/div>\n
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Faser-Chip-Koppler<\/strong> | Mehr Pr\u00e4zision und weniger Empfindlichkeit gegen\u00fcber \u00e4u\u00dferen Einfl\u00fcssen<\/h3>\n <\/a>\n <\/div>\n
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Monolithically integrated extended cavity diode laser (mECDL)<\/strong><\/h3>\n <\/a>\n <\/div>\n
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Ionenfalle<\/strong> | Vielversprechende Technologie f\u00fcr das ionenbasierte Quantencomputing<\/h3>\n <\/a>\n <\/div>\n
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MEMS-Spektroskopiezelle<\/strong><\/h3>\n <\/a>\n <\/div>\n
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Shuttle-Struktur f\u00fcr Elektronen-Spin-Qubits<\/strong><\/h3>\n <\/a>\n <\/div>\n
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High Density Wiring<\/strong> | Auf dem Weg zur Skalierbarkeit von Quantencomputern<\/strong><\/h3>\n <\/a>\n <\/div>\n
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NeuroPIC<\/strong> | Neuartige L\u00f6sungen f\u00fcr die Automatisierung von optischen Kommunikationsnetzen<\/h3>\n <\/a>\n <\/div>\n
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3D-Modell einer Sawfish photonic crystal cavity in Diamant<\/strong><\/h3>\n <\/a>\n <\/div>\n
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Qubit-Wafer und\u00a0Qubit-Chips<\/strong><\/h3>\n <\/a>\n <\/div>\n <\/div>\n \n <\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

High Density Wiring kann zur Skalierbarkeit von Quantencomputern beitragen und bietet gegen\u00fcber konventionellen Koaxialleitungen einige Vorteile.<\/p>\n","protected":false},"author":127,"featured_media":24625,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":true,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[7],"tags":[123],"class_list":["post-26342","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-close-ups","tag-qnc-summit-close-ups"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26342","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/127"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=26342"}],"version-history":[{"count":10,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26342\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":31407,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26342\/revisions\/31407"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/24625"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=26342"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=26342"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=26342"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}