Booster für die Quantencomputer-Entwicklung EFRE-Förderung beschleunigt Aufbau neuer Laborstruktur zur Miniaturisierung von Bauteilen
Durch Fördermittel des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) fließen bis März 2023 750.000 Euro in die Halbleitertechnik der Technischen Universität Braunschweig. Mit gleich acht geförderten Geräten entsteht so das MicroPhotonicsLab (MPL) im nanometrologischen Forschungszentrum LENA. Die neue Laborstruktur soll ermöglichen, verschiedene Halbleiter-Komponenten wie Wellenleiter und Laserdioden auf einem Chip zu vereinen. Dadurch können verschiedene Photonik-Forschungsgruppen ihre Expertise wortwörtlich auf wenigen Millimetern fusionieren. Das Ziel eines skalierbaren Quantencomputers im Quantum Valley Lower Saxony rückt so einen großen Schritt näher.
Wenn Quantencomputer ihre Laborumgebung verlassen sollen, müssen ihre einzelnen Bauteile kompakter und robuster werden. Eine der großen Baustellen ist hierbei die Photonik, die Kontrolle und Manipulation von Lichtteilchen (Photonen). Im Institut für Halbleitertechnik der TU Braunschweig entwickeln Forschende Halbleiterchips, die die hohen Anforderungen von Quantencomputern an die Photonik erfüllen sollen: Präzisionslicht auf kleinstem Raum. Bauteile wie Laser, Wellenleiter und Modulatoren brauchen allerdings unterschiedliche Materialien und noch mal diversere Herstellungsprozesse. Jedes Bauteil hat daher seine individuelle Produktionskette.
„Schon immer stehen die einzelnen Gruppen hinter den Photonik-Bauteilen in kontinuierlichen Austausch miteinander. Mit dem MicroPhotonicsLab (MPL) können wir ab März nächsten Jahres aber nicht nur Knowhow zwischen den Gruppen teilen, sondern das Knowhow der Gruppen auf einem Chip zusammenbringen“, sagt Professor Andreas Waag, Leiter des Instituts für Halbleitertechnik. Für den Einsatz im Quantencomputer sei diese hybride Integration entscheidend. „Am Ende haben wir dann keine externen Laser und Glasfasern mehr, die Licht ins Vakuum leiten müssen, sondern einen einzelnen Chip mit allem, was man braucht – direkt im Vakuum. Das MPL trägt damit zur Miniaturisierung des Quantencomputers bei.“
Licht auf der Mikroskala kontrollieren
Die Investitionen in das MicroPhotonicsLab kommen zudem dem Exzellenzcluster QuantumFrontiers zugute. Die Topical Group „Structured Illumination at the Nanoscale“ bringt Wissenschaftler*innen der TU Braunschweig, der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt und der Leibniz Universität Hannover zusammen, die Licht auf der Mikroskala kontrollieren wollen. Das Zusammenbringen von mikroskopischen Lichtemittern mit winzigen Wellenleitern im MPL öffnet auch hier neue Möglichkeiten.
Projektdaten
Mit Professorin Stefanie Kroker, Professor Tobias Voß und Professor Andreas Waag kommen im MicroPhotonicsLab (MPL) drei Halbleiter-Arbeitsgruppen der TU Braunschweig zusammen. Insgesamt umfasst das MPL eine strukturelle Investition von 750.000 Euro bis März 2023. Der Europäische Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) finanziert die Hälfte der Kosten, die zweite Hälfte besteht aus Landesmitteln.
