Mit Q-PLANET (Quantum Pilot Line for production of Advanced chips for Neutral atom European Technologies) startet eine neue europäische Pilotlinie zur Industrialisierung von Quantentechnologien basierend auf Neutralatomen. Das mit 50 Millionen Euro geförderte Projekt wird durch das European Chips Joint Undertaking (Chips JU) sowie nationale und regionale Behörden kofinanziert und von Pasqal koordiniert. Q-PLANET vereint 28 Forschungs- und Technologieorganisationen, Industriepartner und Forschungseinrichtungen aus elf europäischen Mitgliedstaaten. Als eine von sechs europäischen Quanten-Pilotlinien soll Q-PLANET den Übergang von der Forschung zur industriellen Fertigung beschleunigen und damit Europas technologische Souveränität im Quantenbereich stärken.
Im Rahmen dieses Projekts entwickelt das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) eine Pilotlinie für die Produktion, Assemblierung und Charakterisierung von optoelektronischen Schaltkreisen für die Kontrolle von Quantenchips. Diese basieren auf photonischen Integrationsplattformen bestehend aus Dünnschicht-Lithiumniobat (Thin Film Lithium Niobate, TFLN) und Siliziumnitrid (SiN) für die wichtigen optischen Wellenlängen von 698 nm, 795 nm und 1013 nm.
Industrialisierung als Schlüssel für Europas Quantentechnologien
Quantentechnologien sind ein strategisches Zukunftsfeld mit großem wirtschaftlichem und gesellschaftlichem Potenzial. Eine der größten Herausforderungen besteht darin, notwendige Technologien aus dem Labor in eine skalierbare industrielle Fertigung zu überführen. Bislang fehlen vielfach reproduzierbare Herstellungsprozesse sowie gemeinsame Standards für Design, Kalibrierung, Steuerung und Tests. Diese Lücken erschweren die Massenproduktion und den breiten Markteinsatz.
Genau hier setzt Q-PLANET an. Ziel der europäischen Pilotlinie ist es, industrielle Fertigungsprozesse für neutralatomare Quantentechnologien aufzubauen und Komponenten in Industriequalität bereitzustellen. Gleichzeitig sollen standardisierte Entwicklungs- und Fertigungswerkzeuge entstehen, die insbesondere Start-ups und kleinen sowie mittleren Unternehmen (KMUs) den Zugang zu Quantentechnologien erleichtern.
Innerhalb des von Chips JU geförderten Portfolios von sechs komplementären Quanten-Pilotlinien übernimmt Q-PLANET die Entwicklung und industrielle Einführung von Quantenchips auf Basis der Neutralatom-Technologie. Gemeinsam decken die Pilotlinien unterschiedliche Hardwaretechnologien für die Medizin- und Materialforschung über Quantensensorik für Navigation, Zeitmessung und Erdbeobachtung bis hin zu Quantenkommunikation für hochsichere Netzwerke ab. Dies schafft die Voraussetzung für eine wettbewerbsfähige europäische Quantenindustrie.
Fokus der ersten Projektphase
In den ersten drei Projektjahren entwickelt Q-PLANET zentrale Komponenten für Quantencomputing, Quantensensorik und Quantenkommunikation weiter. Dazu gehören Laser für vier Schlüsselwellenlängen (461 nm, 698 nm, 795 nm und 1013 nm), Atom-Chips sowie mikrostrukturierte Dampfzellen für Atomuhren und Feldsensoren.
Die Komponenten werden in drei aufeinanderfolgenden Design-, Fertigungs- und Testzyklen von Technology Readiness Level (TRL) 4 auf TRL 6 weiterentwickelt. Parallel entstehen standardisierte Process Design Kits (PDKs) und Assembly Design Kits (ADKs), die den Transfer der Technologien in industrielle Fertigungsprozesse unterstützen.
„Das Chips JU unterstützt derzeit ein Portfolio von Maßnahmen, das Quantenfunktionalitäten auf der Grundlage von sechs technologischen Plattformen entwickeln wird, die von supraleitenden und photonischen Ansätzen bis hin zur neutralatomaren Technologie reichen, auf die sich das Q-PLANET-Projekt konzentriert. Dieses vielfältige Projektportfolio stärkt Europas technologische Souveränität in der Quantentechnologie und legt die Grundlagen für eine neue Industrie“, kommentiert Jari Kinaret, Geschäftsführer von Chips Joint Undertaking.
„Q-PLANET bietet die Chance, die nächste Generation photonischer Komponenten für Quantenanwendungen aktiv mitzugestalten. Besonders wertvoll ist dabei, dass das Fraunhofer HHI seine Expertise in der integrierten Photonik in den Aufbau einer europäischen Infrastruktur für photonische Quantentechnologien einbringen kann. Die enge Zusammenarbeit von Forschungseinrichtungen, Industriepartnern und Endanwendern ist ein entscheidender Erfolgsfaktor, um Quantentechnologien aus dem Labor in praktikable und skalierbare Anwendungen zu überführen. Gleichzeitig leisten wir damit einen wichtigen Beitrag zur technologischen Souveränität Europas im Quantenbereich“, so Klara Mihov, Q-PLANET-Projektleiterin am Fraunhofer HHI.
Über Q-PLANET
Q-PLANET vereint 28 führende europäische Partner aus elf EU-Mitgliedstaaten – darunter Pasqal (Koordinator), Silicon Austria Labs (SAL), iQrypto, DTU und Qpurpose, VTT, CNRS, Université de Strasbourg, III-V Lab, Safran Electronics & Defense, Fraunhofer HHI, University of Stuttgart, INRiM, POLIMI, TopGaN, University of Warsaw, CSIC, ICFO und SLF.
