Se pone en marcha SPINS, la línea piloto de cuántica basada en semiconductores, con el apoyo de la UE
El IMB-CNM participa como socio en la recién inaugurada línea piloto europea para el desarrollo de nanosistemas cuánticos industriales
Hoy se ha puesto en marcha SPINS (Semiconductor Pilot line for Industrial Quantum NanoSystems), una de las seis líneas piloto cuánticas europeas. Coordinada por imec, el consorcio reúne a 25 organizaciones de investigación y tecnología (RTO) europeas, socios industriales y grupos de investigación académicos con el fin de reforzar el liderazgo y la soberanía de Europa en este ámbito de importancia estratégica. 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 Joint Undertaking, Chips JU) de la Unión Europea y de las autoridades nacionales y regionales de los Estados miembros participantes, entre ellos España.
La computación cuántica se ha convertido en un ámbito altamente estratégico cuya relevancia económica y social está aumentando considerablemente. Sus aplicaciones van desde avances en el descubrimiento de fármacos y la ciencia de los materiales hasta comunicaciones ultraseguras y sistemas de navegación de última generación.
Sin embargo, sigue existiendo una brecha entre la investigación cuántica actual y los procesadores cuánticos fabricables que permitan aplicaciones cuánticas significativas. Aumentar el número de cúbits 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 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 de ellas centrada en una plataforma de hardware distinta y que, en conjunto, impulsan las tecnologías cuánticas en los ámbitos de la computación cuántica, las comunicaciones y la detección. Dentro de esta cartera, SPINS es la línea piloto dedicada a los cúbits de espín basados en semiconductores, con un enfoque principal en la entrega de chips cuánticos para aplicaciones de computación cuántica.
Las primeras acciones del consorcio SPINS incluyen la optimización de procesos y diseños para establecer una base sólida para cúbits de espín escalables, estables y de alto rendimiento, todo ello en tres plataformas tecnológicas diferentes: Si/SiGe, Ge/GeSi y SOI. SPINS tiene como objetivo 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 empresas emergentes y las pymes en el ámbito de la tecnología cuántica de semiconductores y sienta las bases para que las empresas europeas desarrollen conocimientos técnicos cuánticos desde el principio.
Kristiaan De Greve, coordinador de SPINS y miembro de imec, afirma: "La ampliación de los cúbits requiere un entorno extremadamente controlable y unos procesos de fabricación sólidos, dada la extrema sensibilidad de los cúbits al ruido ambiental. Estos retos exigen tanto la precisión y el control que solo se dan en las infraestructuras de salas blancas de semiconductores de última generación, como una mentalidad de investigación e innovación que permita adaptar dicho entorno para dar respuesta a estos cúbits tan sensibles".
Participación española en la línea piloto SPINS
El Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC) es la única institución de investigación española que participa en el proyecto, junto con la empresa Quantum Motion Spain.
El IMB-CNM participa en el desarrollo de procesos y la optimización de módulos. El objetivo es reunir y unificar el desarrollo necesario de pasos clave del proceso y módulos que actualmente no están disponibles y que deben desarrollarse para cumplir los requisitos de una línea piloto de semiconductores estable y adaptada a las necesidades de la industria cuántica. Aporta las capacidades de la Sala Blanca de Micro y Nanofabricación del IMB-CNM para implementar mejoras en el módulo stack de puertas.
Quantum Motion Spain estudiará la electrónica y los cúbits integrados monolíticamente y, en particular, cómo la disipación de potencia puede afectar al rendimiento de los cúbits. Como resultado, QMS desarrollará una capacidad de modelización predictiva del flujo térmico con el objetivo de minimizar dicho flujo y facilitar la integración monolítica.
La cofinanciación nacional para los socios españoles corre a cargo del Ministerio de Transformación Digital y Función Pública.
Consorcio europeo
Imec coordina esta nueva línea piloto y lidera el consorcio europeo, formado por 25 socios, entre los que se incluyen organismos de investigación como Fraunhofer, VTT y CEA-Leti, hasta 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.