STRESSQC
SpannungsTensoR Entwicklung für Skalierbare Silizium-Quanten-Chips
Thema Basistechnologien für Quantentechnologien
Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)
Projektlaufzeit 01.01.2026 - 31.12.2028
Projektvolumen 581636
Förderquote zu 100 % durch das BMFTR gefördert
IHP Wissenschaftler diskutieren Verspannungssimulationen zur Optimierung von Quantenbus Shuttle-Architekturen des IQI im Rahmen ihres gemeinsamen JointLab.
Beschreibung
Motivation
Universelle Quantencomputer können durch Ausnutzung von Quanten-Superposition und -Verschränkung völlig neuartige Anwendungen in den Bereichen Datenverarbeitung, Kryptografie und Simulation hervorbringen. Um einen zukünftigen Quantenvorteil gegenüber klassischen Computern zu erreichen, ist eine hohe Skalierung der Qubit-Anzahl in Richtung mehrere Millionen physikalischer Qubits und Fehlertoleranz durch Quantenfehlerkorrektur unabdingbar.
Ziele und Vorgehen
Unter den Plattformen für Quantencomputer versprechen halbleiterbasierte Spin-Qubits das größte Potential der Skalierung bedingt durch die winzige Größe der Qubits und der seit Jahrzehnten etablierten Siliziumtechnologie. Um diese Vorteile voll ausschöpfen zu können, soll innerhalb dieses Projektes ein Hauptproblem von Silizium-Quantenchips gelöst werden. In Si/SiGe kann es lokal eine energetische Annäherung der niedrigsten Zustände im Quantenpunkt geben, was zu inakzeptablen Problemen für Qubit-Operationen führt. In dem vorliegenden Projekt soll durch Integration von lokalen Silizium-Nitrid Stressoren die Energieaufspaltung des Grundzustands in gatterdefinierten Quantenpunkten deterministisch auf ein globales Minimum von 50 μeV erhöht werden.
Innovation und Perspektiven
Das Projekt zielt auf einen Prozess, der direkt in die industrielle Produktionskette mit 200 mm Wafern von Silizium-Quantenchips eingebunden werden kann. Um die Verbesserung nachzuweisen, soll eine moderne Methode zur Kartierung der Energieaufspaltung über eine Quantenbus Shuttle-Architektur angewendet werden. Dadurch würde der Erfolg dieses Projektes uns einen Schritt näher an einen skalierbaren, fehlertoleranten Silizium-Quantenchips mit großem wissenschaftlichem wie wirtschaftlichem Potenzial bringen.
Koordinierender Projektpartner
Dr. Marvin Hartwig Zöllner
Projektpartner
-
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Aachen
Nordrhein-Westfalen
Weitere Infos
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