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Infineon Dresden entwickelt deutschen Quantencomputer mit

So sieht die Gatterstruktur eines Quantenbusses auf Siliziumbasis aus, der Informationen zwischen Quantenpunkten transportieren kann. Realisiert wurde der Versuchsträger auf einem 200-mm-Wafer bei Infineon Dresden. Foto: Infineon

So sieht die Gatterstruktur eines Quantenbusses auf Siliziumbasis aus, der Informationen zwischen Quantenpunkten transportieren kann. Realisiert wurde der Versuchsträger auf einem 200-mm-Wafer bei Infineon Dresden. Foto: Infineon

Halbleiterstandort fokussiert sich im Projekt „Quasar“ auf siliziumbasierte Quantenprozessoren

Dresden, 25. Februar 2021. Infineon Dresden arbeitet an der Entwicklung eines silizium-basierten Quantenprozessors mit, mit dem später ein Quantencomputers „Made in Germany“ gebaut werden soll. Für das „Quasar“-Verbundprojekt habe das Unternehmen gemeinsam mit Aachener Wissenschaftler bereits erste Ansätze entwickelt, wie sich auch komplexe Quantenchips in einer Halbleiterfabrik bauen lassen. Das geht aus einer Mitteilung von Infineon hervor.

Manager: Dürfen uns nicht von Amerika und Asien zu abhängig machen

„Wenn wir in Deutschland und Europa bei dieser Zukunftstechnologie nicht allein von amerikanischem oder asiatischem Know-how abhängig werden wollen, müssen wir jetzt mit der Industrialisierung voranschreiten“, betonte Infineon-Innovationsdirektor Sebastian Luber. Jetzt würden die Weichen gestellt, um „im technologischen Wettbewerb mit eigenem Know-how der Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft eine neue Dimension“ zu eröffnen.

Bisher führen bei den Quantencomputertechnologien vor allem Unternehmen wie IBM, die Amazon-Tochter AWS, Google oder D-Wave aus Kanada. Auch Intel hat zeitweise an einem siliziumbasierten Quantenprozessor gearbeitet.

3 Technologiepfade: Supraleitung, Ionenfallen und Silizium

In Deutschland gibt es drei größere Verbundprojekte, die die kleinsten Datenzellen von Quantencomputern, die „Qubits“, auf unterschiedlichen Technologiepfaden erzeugen wollen: „GEQCOS“ setzt auf supraleitende Qubits, „PIEDMONS“ auf Ionenfallen-basierten Quantencomputern und „QUASAR“ auf siliziumbasierte Qubits.

Siliziumweg könnte viele bewährte Produktionsmethoden klassischer Mikroelektronik nutzen

Infineon beteiligt sich laut eigenen Angaben an allen drei Technologiepfaden, sieht aber in der Siliziumtechnologie besondere Vorteile: „Ein wesentlicher Vorteil der Silizium-basierten Spin-Qubits: Sie sind robust und schnell und weisen gleichzeitig ein hervorragendes Skalierungspotenzial auf“, erklärte Claus Dahl von Infineon Dresden.

Quantenbusse verbinden Quantenpunkte

„Bei Silizium-basierten Qubits wird die Quanteninformation durch den Spin von Elektronen kodiert“, skizziert Infineon diesen Technologiepfad. „Diese Elektronen sitzen an sogenannten Quantenpunkten, an speziellen Halbleiterstrukturen im Nanometerbereich. Für die Wechselwirkung zwischen den Qubits sollen neuartige Verbindungselemente zum Einsatz kommen. Diese sogenannten Quantenbusse ermöglichen prinzipiell, die Elektronen kontrolliert über Distanzen von bis zu zirka 10 Mikrometern zu transportieren, ohne dass die Quanteninformation verloren geht.“

Auch CNT Dresden an Bord

Die Leitung des Quasar-Projektes hat das Forschungszentrum Jülich übernommen. Beteiligt ist neben Infineon Dresden unter anderem auch das Nanoelektronikzentrum CNT in Dresden, das zum Fraunhofer-Photonikinstitut IPMS gehört.

Projekt QLSI zielt auf Massenproduktion von Qubits

Daneben beteiligt sich Infineon Dresden auch am Projekt „Quantum Large- Scale Integration with Silicon“ (QLSI). Unter der Leitung des französischen Forschungsinstituts für Elektronik und Informationstechnologie „CEA-Leti“ arbeiten die Partner in diesem Vorhaben daran, einen industriekompatiblen Fabrikationsansatz für Halbleiter-Qubits zu entwickeln. Auch hier ist das CNT Dresden mit an Bord.

Viele deutsche und europäische Forschungsverbünde arbeiten derzeit an eigenen Quantencomputern und Quantenkommunikations-Technologien. Denn Quantencomputer sind fähige Code-Knacker, können manche Berechnungen enorm beschleunigen und Quantentelefonie gilt als abhörsicher. Wer diese Technologien beherrscht, kann sich wirtschaftliche, militärische und sicherheitspolitische Vorteile davon erhoffen.

Autor: Heiko Weckbrodt

Quellen: Infineon Dresden, IPMS, Oiger-Archiv

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