Le projet de ligne pilote SPINS, doté de 50 millions d'euros, a été rendu possible grâce au cofinancement de l'entreprise commune Chips (Chips JU) de l'Union européenne et des autorités nationales et régionales des États membres participants.
L'informatique quantique est devenue un domaine hautement stratégique dont l'importance économique et sociale croît considérablement. Ses applications sont vastes, allant des progrès dans la découverte de médicaments et la science des matériaux aux communications ultra-sécurisées et aux systèmes de navigation de nouvelle génération.
Cependant, un fossé persiste entre la recherche quantique actuelle et la fabrication de processeurs quantiques permettant des applications quantiques concrètes. Accroître le nombre de qubits stables (jusqu'à un milliard) est essentiel à la construction d'ordinateurs quantiques fiables et tolérants aux pannes.
Compte tenu de la complexité technologique, qui inclut le fonctionnement cryogénique, l'électronique de contrôle ultra-précise et les procédés de fabrication hautement spécialisés, et compte tenu de l'importance stratégique des puces quantiques, la loi européenne sur les puces a établi six lignes pilotes quantiques complémentaires. Chacune est axée sur une plateforme matérielle distincte et, ensemble, elles stimulent le développement des technologies quantiques dans les domaines du calcul, des communications et de la détection quantiques.
Au sein de ce portefeuille, SPINS est la ligne pilote dédiée aux qubits de spin à base de semi-conducteurs, avec pour objectif principal la fourniture de puces quantiques pour les applications de calcul quantique.
Imec coordonne les efforts de cette nouvelle ligne pilote et pilote le consortium européen de 25 partenaires, allant d'organismes de recherche tels que Fraunhofer, VTT et CEA-Leti, à des entreprises industrielles (grandes entreprises comme Infineon et Siltronic, ainsi que PME et start-ups) et à des groupes académiques (comme l'Université de technologie de Delft et l'Université de Jyväskylä). Chacun apporte ses connaissances et compétences complémentaires afin de traduire le cadre stratégique de la loi européenne sur les puces en actions concrètes.
Les premières actions du consortium SPINS consistent à optimiser les procédés et les conceptions afin d'établir une base solide pour des qubits de spin évolutifs, stables et performants sur trois plateformes technologiques différentes : Si/SiGe, Ge/GeSi et SOI. SPINS vise à mettre en place un processus de développement intégré, du laboratoire à l'usine, pour cette technologie grâce à l'utilisation de plaquettes multi-projets standardisées (MPW) et de kits de conception de procédés quantiques (PDK). Ce faisant, il facilitera l'accès au marché pour les startups et les PME spécialisées dans les semi-conducteurs quantiques et permettra aux entreprises européennes de développer une expertise quantique de A à Z.
Kristiaan De Greve, coordinateur du programme SPINS : « La production à grande échelle de qubits exige un environnement extrêmement contrôlable et un processus de fabrication robuste, compte tenu de leur extrême sensibilité au bruit ambiant. Ces défis nécessitent la précision et le contrôle que seule une infrastructure de salle blanche de pointe dédiée aux semi-conducteurs peut offrir, ainsi que l’esprit de recherche et d’innovation indispensable pour adapter un tel environnement à ces qubits ultrasensibles. Chez imec, nous relevons avec créativité les défis complexes liés à la fabrication avancée de semi-conducteurs depuis plus de 40 ans. En combinant l’expertise de nos partenaires du consortium européen sur cette ligne pilote quantique, nous accélérerons le développement de qubits semi-conducteurs à haut niveau de maturité technologique et permettrons ainsi la fabrication de systèmes quantiques à plus grande échelle en Europe. »
Les axes complémentaires des efforts européens en matière de physique quantique, parallèlement à la ligne pilote basée sur les semi-conducteurs, comprennent des lignes pilotes sur la photonique pour le projet quantique « P4Q » (coordonné par l’Université de Twente, aux Pays-Bas) — auquel participe également imec —, les qubits à piège ionique « CHAMP-ION » (coordonnés par SAL, en Autriche), les qubits supraconducteurs « SUPREME » (coordonnés par VTT, en Finlande), les puces quantiques en diamant « DIREQT » (coordonnées par le CNR, en Italie) et les atomes neutres « Q PLANET » (coordonnés par Pasqal, en France).
