Räätälöityjä kryogeenisiä mikrosysteemejä tarvitaan tulevaisuuden kvanttitietokoneiden miljoonien kubittien kommunikaatiorajapintoihin ja paikalliseen jäähdyttämiseen. Eurooppalainen ARCTIC-hanke luo kattavan eurooppalaisen toimitusketjun kryogeeniselle fotoniikalle, mikroelektroniikalle ja yleisesti kryomikrosysteemeille kvanttilaskentateollisuuden ympärille.
VTT:n päätehtäviä hankkeessa ovat valoilmaisimien, analogisen ja digitaalisen kryoelektroniikan sekä lämmönhallintatyökalujen kehittäminen.
"Kryogeniikka on saanut näkyvyyttä ja hyväksyntää tieto- ja viestintätekniikassa kvanttiteknologioiden kehityksen ansiosta, mutta kryopohjaisten järjestelmien laaja käyttöönotto vaatii edelleen huomattavaa tutkimus- ja kehitystyötä. Erityisesti monimutkaisten kryogeenisten anturijärjestelmien ja kvanttiprosessorien ja huoneenlämpötilassa toimivien komponenttien välisten rajapintojen kehittäminen on ratkaisevan tärkeää", toteaa VTT:n tutkimusprofessori Mika Prunnila.
Ensimmäinen European Chips Joint Undertaking -hanke ARCTIC (Advanced Research on Cryogenic Technologies for Innovative Computing) on aloittanut kryogeeniseen fotoniikkaan ja mikroelektroniikkaan keskittyvän eurooppalaisen arvoketjun luomisen, joka kehittyy kvanttilaskentateollisuuden ja erilaisten matalia lämpötiloja hyödyntävien tieto- ja viestintätekniikan sovellusten ympärille.
Hankkeen tavoitteena on kehittää syväteknologioita, joilla voidaan vastata kryogeenisiin mikrosysteemeihin ja kvanttilaskentaan nojaavien alojen, kuten laskennallisen kemian, biotieteiden ja kyberturvallisuuden, vaatimuksiin.
ARCTIC-konsortio muodostuu 36 partnerista kattaen teollisuutta, yliopistomaailmaa ja tutkimusorganisaatioita 11 maasta. Hanketta koordinoi Imec. Hanke kattaa laajan valikoiman toimintoja, kuten materiaalien ja valmistusprosessien kehittämisen, uudet simulointimenetelmät, heterogeenisen pakkauksen sekä laitteiden ja piirien optimoinnin kryogeenistä toimintaa varten.
"Kryogeenisissä lämpötiloissa elektronisilta laitteilta ja piireiltä vaadittavat suorituskykyvaatimukset ovat melko erilaiset kuin huoneenlämpötilassa. Erityisesti kvanttiprosessorien kaltaisten erittäin herkkien sovellusten rajapinnassa kaikki mikroelektronisten teknologioiden osa-alueet on optimoitava", sanoo Alexander Grill, Imecin ARCTICin tieteellinen johtaja.
ARCTIC on yhteistyöhanke, johon osallistuu teknologian kehittäjiä, teknologiaintegraattoreita, mallintajia, suunnittelijoita, järjestelmä- ja sovellustoimijoita sekä loppukäyttäjiä saumattoman arvoketjun varmistamiseksi. Hankkeessa parannetaan muun muassa kryomallinnuksen ja standardoinnin nykyisiä puutteita. Hanke hyötyy Euroopan ainutlaatuisesta t&k-ekosysteemistä ja sen tutkimus- ja teknologiaorganisaatioista.
ARCTIC-hanke alkoi aiemmin tänä vuonna ja jatkuu vuoteen 2027. Tämän osittain EU:n rahoittaman hankkeen kokonaisbudjetti on yli 40 miljoonaa euroa. Hankkeessa on mukana myös kansallisia rahoittajia. ARCTICin Suomen osakonsortion yhteinen kansallinen rahoittaja on Business Finland. Suomen osakonsortiota johtaa VTT, jonka lisäksi mukana ovat Bluefors, IQM, Okmetic, Picosun, Quantrolox, SemiQon ja Tampereen yliopisto.
Lisätietoja löydät hankkeen LinkedIn-tililtä ja hankkeen verkkosivuilta www.arctic-kdt.eu.
