VorZuQ: Thermo-mechanische Analytik im Kryo-Temperaturbereich für Quantencomputing

Ziele des Projekts

Die meisten Quantencomputer-Ansätze arbeiten auf Grundlage von Qubits, die auf wenige Milli-Kelvin (circa -273 Grad Celsius) heruntergekühlt werden müssen, um sie zu nutzen. Dies stellt spezielle Anforderungen an die zur Steuerung der Qubits eingesetzten Mikrochips. Deren Zuverlässigkeit im Kryo-Temperaturbereich soll im Projekt untersucht werden. Dabei stehen thermo-mechanische Spannungen im Fokus, die durch die großen Temperaturunterschiede bei Herstellung und Betrieb entstehen und die Halbleiter-Bauelemente beschädigen können. Um diese Schädigungen zu charakterisieren, sollen Aufbauten realisiert werden, die die benötigten tiefen Temperaturen während der Untersuchung stabil halten. Am Fraunhofer IKTS werden dafür eine Vakuum-Kammer und ein Raster-Elektronenmikroskop (REM) so angepasst, dass sich mithilfe einer sogenannten Kryo-Stage (Halter, in dem die Probe mit flüssigem Stickstoff gekühlt wird) Schädigungsszenarien experimentell ermitteln lassen.

Mit den in VorZuQ erarbeiteten technischen Aufbauten und Workflows wird in Zukunft eine Beurteilung der thermo-mechanischen Spannungen in mikroelektronischen Bauelementen im Kryo-Temperaturbereich möglich sein und damit der Weg für eine höhere Zuverlässigkeit von Quantencomputern bereitet.

Finanzierung: BMBF

Projektzeitraum: Oktober 2023 – September 2026