El proyecto de la línea piloto SPINS, dotado con 50 millones de euros, ha sido posible gracias a la cofinanciación de la Empresa Común Chips (Chips JU) de la Unión Europea y de las autoridades nacionales y regionales de los Estados miembros participantes.
La computación cuántica se ha convertido en un ámbito altamente estratégico cuya relevancia económica y social está aumentando considerablemente. Las aplicaciones van desde avances en el descubrimiento de fármacos y la ciencia de los materiales hasta comunicaciones ultraseguras y sistemas de navegación de próxima generación.
Sin embargo, sigue existiendo una brecha entre la investigación cuántica actual y los procesadores cuánticos fabricables que permita aplicaciones cuánticas significativas. Aumentar el número de qubits estables (hasta mil millones) es clave para construir ordenadores cuánticos fiables y tolerantes a fallos.
Dada la complejidad tecnológica, que incluye el funcionamiento criogénico, la electrónica de control ultraprecisa y los procesos de fabricación altamente especializados, y dada la importancia estratégica de los chips cuánticos, la Ley de Chips de la UE ha establecido seis líneas piloto cuánticas complementarias, cada una centrada en una plataforma de hardware distinta y que, en conjunto, impulsan las tecnologías cuánticas en el ámbito de la computación cuántica, las comunicaciones y la detección.
Dentro de esta cartera, SPINS es la línea piloto dedicada a los qubits de espín basados en semiconductores, con un enfoque principal en el suministro de chips cuánticos para aplicaciones de computación cuántica.
Imec coordina los esfuerzos de esta nueva línea piloto y lidera el consorcio europeo de 25 socios, que abarca desde organizaciones de investigación como Fraunhofer, VTT y CEA-Leti, la industria (tanto grandes empresas como Infineon y Siltronic como pymes y startups) y grupos académicos (como la Universidad Técnica de Delft y la Universidad de Jyväskylä), aportando conocimientos y habilidades complementarios, con el objetivo de traducir el marco estratégico de la Ley de Chips de la UE en acciones concretas.
Las primeras acciones del consorcio SPINS incluyen la optimización de procesos y diseños para establecer una base sólida para qubits de espín escalables, estables y de alto rendimiento, todo ello en tres plataformas tecnológicas diferentes: Si/SiGe, Ge/GeSi y SOI. SPINS pretende establecer una ruta del laboratorio a la fábrica para esta tecnología mediante obleas multiproyecto (MPW) y kits de diseño de procesos cuánticos (PDK) estandarizados, lo que reduce las barreras de entrada para las startups y las pymes en la tecnología cuántica de semiconductores y sienta las bases para que las empresas europeas desarrollen conocimientos cuánticos desde el principio.
Kristiaan De Greve, coordinador de SPINS: «El escalado de los qubits requiere un entorno extremadamente controlable y un proceso de fabricación sólido, dada la extrema sensibilidad de los qubits al ruido ambiental. Estos retos exigen tanto la precisión como el control que solo se dan en una infraestructura de sala limpia de semiconductores de última generación, combinados con la mentalidad de investigación e innovación necesaria para adaptar dicho entorno a estos qubits tan sensibles. En imec, llevamos más de 40 años abordando de forma creativa problemas complejos relacionados con la fabricación avanzada de semiconductores. Al aunar la experiencia de nuestros socios del consorcio europeo en esta línea piloto cuántica, aceleraremos el desarrollo de qubits de semiconductores de alto TRL y, de este modo, haremos posibles sistemas cuánticos a mayor escala fabricados en Europa.»
Las líneas complementarias de los esfuerzos cuánticos europeos, junto a la línea piloto basada en semiconductores, incluyen líneas piloto sobre fotónica para el proyecto cuántico «P4Q» (coordinado por la Universidad de Twente, Países Bajos) —en la que también participa imec—, los qubits de trampa de iones «CHAMP-ION» (coordinados por SAL, AT), los qubits superconductores «SUPREME» (coordinados por VTT, FI), los chips cuánticos de diamante «DIREQT» (coordinados por CNR, IT) y los átomos neutros «Q PLANET» (coordinados por Pasqal, FR).
