Das Forschungszentrum Imec in Löwen (Flämisch-Brabant) hat als erstes Unternehmen weltweit ein Qubit (Quantenbit) mittels EUV-Lithografie mit hoher numerischer Apertur (NA) hergestellt – der fortschrittlichsten Technik für die Chipfertigung. Dieser Durchbruch soll den Weg für die industrielle Skalierung von Quantencomputern ebnen, wie das Forschungszentrum diese Woche in einer Pressemitteilung bekannt gab.
Imec präsentierte eine Weltneuheit in der Quantenchip-Produktion
Qubits sind die grundlegenden Bausteine bzw. die Basiseinheiten von Quantencomputern. Für Anwendungen wie die Entwicklung von Medikamenten oder die Simulation komplexer physikalischer Prozesse können sie theoretisch deutlich leistungsfähiger sein als klassische Computer. Um solche Systeme nutzbar zu machen, werden jedoch Millionen stabiler und präzise steuerbarer Qubits benötigt.
Imec konzentriert sich daher auf Silizium-Quantenpunkt-Spin-Qubits – eine Technologie, die mit bestehenden Chipfertigungsprozessen kompatibel ist. Dies ermöglicht, auf jahrzehntelangem Wissen und der Infrastruktur der Halbleiterindustrie aufzubauen. Mithilfe der EUV-Technologie mit hoher numerischer Apertur (NA) gelang es Imec, ein funktionsfähiges Netzwerk von Qubits mit Aperturen von nur 6 Nanometern herzustellen.
Außergewöhnlich präzise und gleichmäßige Strukturen
Laut der Imec-Projektleiterin und Quanten-Integrationsingenieurin Sofie Beyne liefert das Verfahren außergewöhnlich präzise und gleichmäßige Strukturen, was für die Minimierung von Störungen durch Umgebungsrauschen unerlässlich ist. „Mit unseren Ergebnissen zeigen wir, dass sich mit hochauflösender EUV-Lithographie (High NA EUV) die Genauigkeit dieser Qubits deutlich verbessern lässt, was grundlegend für ihre Zuverlässigkeit ist“, so Kristiaan De Greve, Leiter des Programms für Quantencomputing bei Imec.
Für die Forschung wurden Wafer im gemeinsamen High-NA-Labor von Imec und ASML in Veldhoven, Niederlande, verarbeitet. Da nun auch in Leuven eine High-NA-Anlage installiert wird, bereiten die Imec-Forscher die nächsten Schritte zur industriellen Skalierung vor. Wafer sind dünne, kreisrunde Scheiben aus einem Halbleitermaterial (meist hochreines Silizium). Sie dienen als wichtiges Trägermaterial für die moderne Mikroelektronik, um Mikrochips, Sensoren und Solarzellen in hoher Stückzahl zu fertigen.
Große Bedeutung
Das fortschrittliche Lithographie-Verfahren ist auch für zukünftige Generationen von Speicher- und Computerchips im Zeitalter der KI von großer Bedeutung. Gleichzeitig kann hochauflösende EUV-Lithographie eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Hardware für Quantencomputer spielen.
Imec (Interuniversity Microelectronics Centre) in Löwen in Flämisch-Brabant ist eines der weltweit führenden, unabhängigen Forschungs- und Innovationszentren für Nanoelektronik und digitale Technologien. Das 1984 gegründete belgische Forschungsinstitut treibt die technologische Entwicklung von Halbleitern, Mikrochips und Systemen maßgeblich voran.
