Eine zentrale Herausforderung bei der Realisierung von Quantencomputern ist die Herstellung ihrer grundlegenden Bausteine, der so genannten Quantenbits (Qubits). Zur Bewältigung dieser Herausforderung werden verschiedene technologische Plattformen erforscht, wobei sich halbleiterbasierte Ansätze durch ihre Skalierbarkeit und Kompatibilität mit der industriellen Halbleiterfertigung auszeichnen.
Im Mittelpunkt dieses Projekts steht die Entwicklung einer fortschrittlichen Materialplattform auf Halbleiterbasis für Quantentechnologien, bei der die in Silizium-Germanium-Heterostrukturen eingebetteten Germanium-Quantentöpfe verwendet werden. Diese Ge/SiGe-Heterostrukturen werden vom IHP im Rahmen seiner BiCMOS-Pilotlinie auf Standard-Si(100)-200-mm-Wafern entwickelt und hergestellt.
Nanoelektronische Bauelemente werden aus dem entwickelten Germanium-Material vom IHP-Laborpartner JARA-IQI hergestellt und bei extrem niedrigen Temperaturen, nahe dem absoluten Nullpunkt, getestet, um ihre Eignung als Qubits zu prüfen. Im Rahmen des Projekts sollen sowohl spinbasierte als auch supraleitende Qubits untersucht werden.
Ein wesentliches Ziel ist es, die Kompatibilität der Entwicklung dieser Bauelemente mit konventionellen Halbleiterfertigungsprozessen zu gewährleisten und eine nahtlose Integration zu ermöglichen. Die gewonnenen Erkenntnisse über die Physik und die Materialeigenschaften der Germanium-Plattform sollen genutzt werden, um die industriekompatible Herstellung von Qubits voranzutreiben und so die Entwicklung eines funktionsfähigen Quantencomputers in Deutschland deutlich zu beschleunigen.
Finanzierung
Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
