Die Realisierung großskaliger Quantensysteme (QS) erfordert neue Wege in der Elektronikfertigung. Da die Anfälligkeit für Rauschen und externe Einflüsse solcher Systeme mit Skalierung deutlich zunimmt, ist die ingenieurtechnische Untersetzung geeigneter Schaltungskonzepte durch adäquate Fertigungsmethoden ein entscheidender Faktor, um sie in die Anwendung zu überführen. Eine zentrale Herausforderung stellt die Aufbau- und Verbindungstechnik dar, da Hochfrequenzverhalten und rauscharme Signalübertragung auf hohem Niveau gewährleistet werden müssen. Hier setzt das Projekt KeraMiQ an:
Keramische Multilagen-Schaltungsträger aus Low Temperature Co-Fired Ceramic (LTCC) werden bereits vielseitig zur Realisierung von Hochfrequenzschaltungen und Bauelementen im Temperaturbereich von ‑40°C bis 300°C genutzt. Die Projektpartner haben sich zum Ziel gesetzt, die Eigenschaften dieser Materialien bis in den mK-Bereich zu studieren und zu manipulieren, um eine neue Mikrowellen-Integrationsplattform für die zukünftige Skalierung von supraleitenden Quantenschaltungen zu realisieren.
Die Implementierung vielfältiger Komponenten in das Package der aktiven Komponenten kann prinzipiell durch LTCC-Technologie realisiert werden: passive Bauelemente, Verstärker, Stecker und Kabel mit Anpassungsschaltungen und geringem Übersprechen. Interposer für Signalauffächerung sowie Kavitäten und die direkte Montage hermetischer Gehäuse, um z.B. Quantensensoren oder Quantenbits einer Quantenprozessoreinheit vor externen Einflüssen zu schützen, runden die Gestaltungsmöglichkeiten ab.
Den Schwerpunkt des Teilprojektes "LTCC-Mehrlagen-Interposer für Kryo-Elektronik"an der TU Ilmenau bildet die Entwicklung einer funktionalen Integrationsplattform, die supraleitende System-in-Package-Lösungen ermöglicht.
Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
https://www.quantentechnologien.de/forschung/foerderung/innovative-materialien-und-prozesse-fuer-quantensysteme-1/keramiq.html
