{"id":26975,"date":"2024-12-12T09:08:50","date_gmt":"2024-12-12T08:08:50","guid":{"rendered":"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=26975"},"modified":"2025-12-03T16:36:38","modified_gmt":"2025-12-03T15:36:38","slug":"qubit-wafer-und-qubit-chips","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/expertise\/close-ups\/qubit-wafer-und-qubit-chips\/","title":{"rendered":"Qubit-Wafer und\u00a0Qubit-Chips<\/strong>"},"content":{"rendered":"\n
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Quantencomputer k\u00f6nnen Probleme l\u00f6sen, die das Leistungsverm\u00f6gen klassischer Rechner \u00fcbersteigen. Das macht sie f\u00fcr viele Anwendungsbereiche, z. B. f\u00fcr K\u00fcnstliche Intelligenz, interessant. Basis f\u00fcr Quantencomputer sind sog. Qubits, die im Gegensatz zu Bits nicht nur zwei Zust\u00e4nde (1 oder 0) annehmen k\u00f6nnen, sondern einen Quantenzustand dazwischen. Man spricht dabei auch von \u00dcberlagerung. Dieser Zustand ist jedoch sehr st\u00f6ranf\u00e4llig, sodass kleinste Ersch\u00fctterungen oder Temperaturschwankungen dazu f\u00fchren, dass ein Qubit diesen \u00fcberlagerten Zustand verliert. Um Qubits zu realisieren und damit die Entwicklung von Quantencomputern voranzubringen, existieren verschiedene Ans\u00e4tze, u. a. Ionenfallen, spinbasierte Qubits und supraleitende Schaltkreise. Am Fraunhofer EMFT wird daher an der Entwicklung und Produktion solcher supraleitender Qubits geforscht, konkret an Transmon-Qubits.<\/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

Herstellung von Qubit-Chips auf 200 mm-Wafern<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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Quantenchips (Chips, auf denen sich ein Quantensystem befindet) k\u00f6nnen \u00e4hnlich wie ein aus der Halbleiterindustrie bekannter klassischer integrierter Schaltkreis entworfen und hergestellt werden. Eine Schwachstelle ist jedoch nach wie vor die mangelnde Skalierbarkeit der Qubits auf solchen Chips. Daher ist es das\u00a0Ziel von Forschenden am Fraunhofer EMFT, eine reproduzierbare und skalierbare Produktion von Quantenprozessoreinheiten (QPUs) mit einer gro\u00dfen Anzahl von Qubits zu realisieren. Dazu sollen Foundry-\u00e4hnliche Herstellungsprozesse im 200 mm-Wafer-Ma\u00dfstab entwickelt werden, durch die eine Skalierbarkeit von supraleitenden Qubits \u00fcber 1000 Qubits erreicht werden soll. Der Entwicklungsschwerpunkt liegt auf der Optimierung von Pr\u00e4zision und Reproduzierbarkeit in der Chip-Produktion, sodass diese f\u00fcr den Bau von Quantencomputern eingesetzt werden k\u00f6nnen. Auf diese Weise soll es auch m\u00f6glich werden, Process Development Kits (PDK) f\u00fcr Industrieanfragen bereitzustellen, um die Herstellung von Qubit-Chips auf 200 mm-Wafern an industrielle Standards anzupassen.<\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n <\/div>\n\n\n

Test- und Analyseverfahren<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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Qubit-Chip mit vier Qubits in der Testfassung zur Messung bei kryogenen Temperaturen
©<\/span>Fraunhofer Mikroelektronik; Candid Photography | Ivan Paniotov<\/div><\/div>\n<\/div><\/div>\n

Wie beschrieben sind Qubits extrem anf\u00e4llig gegen\u00fcber Temperaturschwankungen und anderen St\u00f6rungen. Daher ist es wichtig, entwickelte Quanten-Hardware-Komponenten auf Qualit\u00e4t, Leistungsf\u00e4higkeit und Zuverl\u00e4ssigkeit zu testen<\/a> \u2013 insbesondere bei kryogenen Temperaturen von bis zu 10 mK. Auf diese Weise k\u00f6nnen die Eigenschaften von supraleitenden Qubits erforscht werden und sich fundierte Prognosen \u00fcber Alterungsprozesse und Degradation treffen lassen.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n\n\n\n

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Die Forschung an den Qubit-Chips wird im Rahmen des Munich Quantum Valley<\/a>, gef\u00f6rdert vom Land Bayern (Hightech Agenda Bayern), unterst\u00fctzt.<\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n <\/div>\n\n\n

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Qubit-Wafer und Qubit-Chip 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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Qubit-Wafer und Qubit-Chip<\/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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  • supraleitende Transmon-Qubits als Basis f\u00fcr Quantenprozessoren (QPU)<\/li>\n<\/ul>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n
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Besonderheiten<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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  • supraleitende Qubits in Deutschlands erforscht und entwickelt<\/li>\n
  • Miniaturisierung und Skalierbarkeit der Technologie<\/li>\n
  • komplette Qubit-Chip Pilotlinie auf 200 mm-Wafern<\/li>\n
  • Bereitstellung von Process Development Kits (PDK) f\u00fcr Industrieanfragen<\/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":"

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