Neues EU-Quantum-Flagship-Konsortium startet ein Projekt über Silizium-Spin-Qubits als Plattform für Quantencomputer

Pressemitteilung des CEA-Leti / 04. Februar 2021

Das Projekt »QLSI« bringt 19 europäische Spitzengruppen zusammen, um sich auf die Entwicklung hochskalierbarer Quantenprozessoren in Silizium zu konzentrieren. Das Projekt ist die jüngste Ergänzung des EU-Quantenflaggschiffs, einer auf 10 Jahre angelegten und mit 1 Milliarde Euro dotierten Forschungs- und Entwicklungsinitiative, die 2018 gestartet wurde.

© QLSI

Am 04. Februar 2021 fiel in Grenoble Frankreich der Startschuss für ein europäisches Konsortium mit dem Ziel der Skalierung von Silizium-Quanten-Technologien. Unter dem Namen »QLSI - Quantum Large-Scale Integration with Silicon« wird dieses vierjährige EU-Projekt, das vom CEA koordiniert wird, den Grundstein für die industrielle Umsetzung von Halbleiter-Quantenprozessoren in der EU legen und Europa als weltweit führend im Quantencomputing positionieren. Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf dem Nachweis, dass Spin-Qubits die führende Plattform für die Skalierung von Quantenbits, oder Qubits, den Bausteinen der Quanteninformationsverarbeitung, sind. 

Das QLSI-Konsortium besteht aus einem dynamischen Team mit komplementären Fähigkeiten, das renommierte Akademiker mit tiefem Wissen über Silizium-Nanostrukturen und Spin-Qubits, RTOs mit Erfahrung in der Silizium-CMOS-Technologie, große internationale Unternehmen der Halbleiter- und Computerindustrie sowie Europas florierenden Quanten-Start-up-Sektor zusammenbringt. Jedes Mitglied bringt die modernste Expertise in seinem Bereich mit, die erforderlich ist, um die Herausforderungen beim Bau eines skalierbaren Quantencomputers zu meistern.

Das QLSI-Konsortium wird einen 16-Qubit-Chips und auch einen 8-Qubit-Chip für die externe Nutzung durch die offen zugängliche Quanten-Cloud-Umgebung Quantum Inspire zur Verfügung stellen. Was macht Silizium so attraktiv? Aufgrund ihrer Erfahrung haben die Partner bereits vielversprechende Single-Qubit-Leistungen quantifiziert: kleine Größe, hohe Wiedergabetreue, schnelles Auslesen und Manipulation. Bei der Arbeit mit Silizium besteht der nächste Schritt darin, die riesige Infrastruktur der globalen Halbleiterindustrie zu nutzen.

Hoher Einsatz, globaler Wettbewerb

Das Fraunhofer IAF wird sich mit der statistischen Charakterisierung von Qubits bei tiefen Temperaturen beschäftigen, um die Variabilitätsaspekte für die spätere industrielle Produktion zu verstehen.

QLSI wird vier wesentliche Ergebnisse verfolgen:

  • Herstellung und Betrieb von 16-Qubit-Quantenprozessoren basierend auf industriekompatibler Halbleitertechnologie
  • Demonstration von High-Fidelity (>99 Prozent) Single- und Two-Qubit-Gates, Auslesen und Initialisierung mit diesen Bauelementen in einer Laborumgebung
  • Demonstration eines Quantencomputer-Prototyps mit offenem Online-Zugang für die Community, der einen solchen hochwertigen Quantenprozessor in einer halbindustriellen Umgebung integriert (bis zu acht Qubits online verfügbar), und
  • Dokumentation der Anforderungen, um die wichtige Frage der Skalierbarkeit in Richtung großer Systeme >1.000 Qubits anzugehen.

Das Konsortium von QLSI besteht aus 19 Mitgliedern, die sich der Bereitstellung von Quanten-Hardware-Lösungen widmen:

  • CEA – Entwicklung und Herstellung von Spin-Qubits
  • TUD – Demonstration von Spin-Qubits
  • CNRS – Demonstration von Spin-Qubits
  • IMEC – bedeutende technologische Entwicklungen für Spin-Qubits
  • TNO – Demonstration von Spin-Qubits
  • Fraunhofer Institutes IPMS & IAF – bedeutende technologische Entwicklungen für Spin-Qubits
  • Univ. of Copenhagen – Demonstration und Charakterisierung von Spin-Qubits
  • UCL – Physikalische Erkenntnisse und Ladungs- und Spin-Eigenschaften von Si-Nanostrukturen
  • FORSCHUNGSZENTRUM JULICH / FZJ - demonstration von Spin-Qubits
  • Univ. of Basel – Physikalische Erkenntnisse und Ladungs- und Spin-Eigenschaften von Si-Nanostrukturen
  • Univ. of Twente – Physikalische Erkenntnisse und Ladungs- und Spin-Eigenschaften von Si-Nanostrukturen
  • Hitachi – Physikalische Erkenntnisse und Ladungs- und Spin-Eigenschaften von Si-Nanostrukturen
  • Univ. of Konstanz – Physikalische Erkenntnisse und Ladungs- und Spin-Eigenschaften von Si-Nanostrukturen
  • IHP – bedeutende technologische Entwicklungen für Spin-Qubits
  • ATOS – bedeutende technologische Entwicklungen für Spin-Qubits
  • STMicrolectronics – Entwicklung von Quantenvalidierungsplattform
  • Infineon Dresden – Entwicklung und Herstellung von Spin-Qubits
  • Quantum Motion – bedeutende technologische Entwicklungen für Spin-Qubits
  • Soitec – bedeutende technologische Entwicklungen für Spin-Qubits