Actividades cuánticas en Silicon Austria Labs GmbH
Silicon Austria Labs GmbH (SAL) es un centro líder en investigación aplicada de sistemas electrónicos y basados en software, especializado en sistemas de sensores, microtecnología, optoelectrónica, electrónica de radiofrecuencia y sistemas integrados. Con un equipo de aproximadamente 275 científicos que operan en tres sedes -Graz, Villach y Linz-, SAL se centra en tender puentes entre la investigación fundamental y las aplicaciones industriales. La organización ofrece acceso a las mayores instalaciones de investigación en sala blanca de Austria, con una superficie de 1400 m², y a otras infraestructuras de laboratorio de vanguardia para la física experimental y el desarrollo de software y hardware. Mediante esfuerzos de colaboración con socios investigadores de toda la cadena de valor, SAL acelera la transferencia de conocimientos del mundo académico a la industria, fomentando soluciones innovadoras que superan el estado del arte.
SAL instalaciones de sala blanca de 1400 m2 para la investigación puntera en tecnologías cuánticas.
Foto: SAL
SAL ha participado activamente en la investigación cuántica desde su creación en 2018. Dado que los futuros avances en los dominios clásicos para mejorar la sensibilidad, la eficiencia y la seguridad dependerán de las tecnologías cuánticas, SAL se centra en traducir estas tecnologías emergentes en aplicaciones impulsadas por la industria en una fase temprana. Las principales tecnologías cuánticas en las que se centra SAL son 1. defectos espín-activos de estado sólido en semiconductores de banda ancha, 2. fotónica cuántica a escala de chip y 3. chips trampa de iones altamente integrados.
Cristal de diamante ensamblado con una antena de microondas para aplicaciones de detección cuántica.
Foto: SAL
Un área clave de interés son las plataformas que facilitan largos tiempos de coherencia de espín a temperatura ambiente, un factor crucial para las aplicaciones prácticas. El diamante y el carburo de silicio son dos de esas plataformas muy prometedoras para su futura adopción industrial, sobre todo en el campo de los sensores cuánticos. SAL se encuentra en una posición única para impulsar el progreso en este campo, basándose en su completo ecosistema para sistemas cuánticos miniaturizados a escala de chip. Este ecosistema se construye sobre una base de experiencia propia que abarca todas las disciplinas necesarias, incluida la física fundamental del estado sólido, la óptica cuántica, las simulaciones multifísicas, la tecnología de microfabricación y la integración de dispositivos y sistemas. Además, las capacidades de SAL se extienden al desarrollo de software y hardware, la creación de prototipos, la calibración y las pruebas, garantizando un proceso de desarrollo autosuficiente y sin fisuras. Aprovechando este amplio abanico de conocimientos, SAL es capaz de diseñar y suministrar módulos a medida de alto rendimiento. Estas soluciones incluyen microópticos fabricados a medida, sistemas magnéticos permanentes y circuitos integrados de aplicación específica (ASIC) que permiten la incorporación de algoritmos de control cuántico, adquisición y procesamiento de señales y, por tanto, el desarrollo de sensores cuánticos novedosos y miniaturizados. Algunos ejemplos de estos sensores son los magnetómetros vectoriales robustos con una sensibilidad de nivel sub-nanotesla, así como los giroscopios cuánticos basados en el espín nuclear.
Cristal de diamante ensamblado con una antena de microondas para aplicaciones de detección cuántica.
Foto: SAL
La segunda área cuántica clave en SAL abarca la fotónica cuántica a escala de chip, incluida la experiencia dedicada a los circuitos fotónicos cuánticos integrados (QPIC) para aplicaciones industriales. Esto se basa en desarrollos fundamentales de plataformas de materiales novedosos como el niobato de litio de capa fina y el nitruro de aluminio como parte integral de los QPIC novedosos y, de nuevo, abarca toda la cadena de valor de la tecnología. Además, se demuestran dispositivos listos para su aplicación, como los transmisores QPIC para aplicaciones de distribución de claves cuánticas (QKD) basados en plataformas de semiconductores III-V disponibles en el mercado. Además, la tercera área del SAL abarca las tecnologías QPIC para su aplicación en chips de trampas de iones. Los últimos avances en la tecnología QPIC demuestran unas capacidades muy prometedoras para su combinación con la tecnología punta de trampas de iones para hacer posible la próxima generación de qubits integrados como bloques de construcción cruciales de los nuevos ordenadores cuánticos. Aquí SAL puede aportar sus capacidades de microfabricación para apoyar y reforzar el ecosistema austriaco de trampas de iones. Esos y otros esfuerzos de integración se benefician especialmente de las capacidades de SAL en ensamblaje e integración "quantum-ready".