Fraunhofer tritt EU-SUPREME-Konsortium für supraleitende Quantenchips bei

Der weltweite Wettlauf um die Quantenüberlegenheit scheitert oft am Übergang von Laborprototypen zur industriellen Serienfertigung. Während viele internationale Initiativen auf experimentelle Umgebungen beschränkt bleiben, verschafft sich das europäische SUPREME-Konsortium (Superconducting European Quantum Pilot Line) einen klaren Wettbewerbsvorteil durch den Aufbau der ersten industrietauglichen Pilotlinie für supraleitende Quantenchips in Europa. Durch die Priorisierung von Hochvolt-Stabilität, Wiederholbarkeit und Ausbeute stellt diese Initiative sicher, dass die europäische Technologie die weltweiten Forschungsstandards nicht nur erreicht, sondern diese in Bezug auf Fertigungsreife und kommerzielle Zugänglichkeit übertrifft.

Industrialisierung supraleitender Quantenhardware
Um die Stabilitäts- und Skalierungsprobleme zu lösen, die aktuelle Quantenhardware oft einschränken, konzentriert sich das SUPREME-Projekt darauf, supraleitende Technologien auf das Technology Readiness Level 6 (TRL 6) und das Manufacturing Readiness Level 6 (MRL 6) zu heben. Im Gegensatz zu vielen konkurrierenden globalen Bestrebungen, die auf kundenspezifische Einzelfertigungen setzen, nutzt das Konsortium industriekompatible Fertigungsprozesse. Dies umfasst die Entwicklung fortschrittlicher Josephson-Kontakte durch winkelbedampfte und geätzte Techniken sowie 3D-Integrationsmethoden. Ein zentraler Meilenstein dieser Arbeit ist die Demonstration eines 3D-integrierten Qubit-Moduls mit 200 Qubits, das als Maßstab für die Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit dient, die für fehlertolerante Quantensysteme erforderlich sind.

Ein neuer Standard für Zugänglichkeit und Ökosystem-Wachstum
Ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal von SUPREME ist das Open-Access-Modell, das die Markteintrittsbarrieren für den Privatsektor senkt. Durch die Implementierung von Process Design Kits (PDKs) und Multi-Project-Wafer-Läufen (MPW) stellt das Konsortium europäischen KMU, Start-ups und Großunternehmen die Werkzeuge zur Verfügung, um eigene Quantenbauelemente zu entwerfen und zu fertigen, ohne dass diese in kostspielige Reinrauminfrastrukturen investieren müssen. Dieser zentralisierte Ansatz, der über ein spezielles Service-Büro verwaltet wird, ermöglicht es Unternehmen, sich auf architektonische Innovationen zu konzentrieren, während sie auf ein stabiles, validiertes Fertigungs-Back-End vertrauen können.

Brückenschlag zwischen Forschung und Massenfertigung
Die Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme (IPMS) hebt den europäischen Ansatz weiter von der Konkurrenz ab. Durch die Nutzung modernster 300-mm-Reinraumanlagen stellt das Projekt sicher, dass die Quantenfertigung vollständig mit den bestehenden Standards der Halbleiterindustrie kompatibel ist. Diese Kompatibilität ist essenziell für den späteren Technologietransfer in kommerzielle Foundries und bietet einen klaren Marktweg, den viele rein akademische Initiativen vermissen lassen.

Sicherung der technologischen Souveränität
Durch die Einbindung von 23 Partnern aus acht EU-Mitgliedstaaten – darunter Forschungseinrichtungen, industrielle Technologieentwickler und Endanwender – schafft SUPREME ein selbsttragendes Ökosystem, das geistiges Eigentum innerhalb Europas hält. Im Einklang mit dem European Chips Act und dem European Quantum Act sichert diese strategische Zusammenarbeit heimische Lieferketten und stärkt Europas Position als führende Kraft in den Bereichen Quantencomputing, Sensorik und Kommunikation. So wird sichergestellt, dass die Region gegenüber globalen Akteuren in der sich schnell entwickelnden Quantenlandschaft wettbewerbsfähig bleibt.

www.ipms.fraunhofer.de