CIPHOR – Doporučení na podporu nové výzkumné budovy pro integrovanou kvantovou fotoniku

Plán umístění Centrum pro výzkum integrované fotoniky (CIPHOR)

Doktorand v laboratoři kvantové optiky

Technická univerzita v Berlíně se s velkým úspěchem zúčastnila soutěžního řízení na realizaci nových výzkumných budov v rámci společného financování mezi spolkovou vládou a spolkovými zeměmi pro období podpory 2025. Pod pojmem „CIPHOR“ byl v Výboru pro výzkumné stavby projekt integrované kvantové fotoniky hodnocen jako „velmi dobrý až vynikající“ a dne 19. dubna 2024 jej doporučil Rada pro vědu ke společnému vědeckému fóru (GWK) k financování. Cílem je vytvořit výzkumnou budovu jako součást náhradní nové výstavby Nanofyziky na kampusu Charlottenburg. Výše podpory přibližně 63 milionů eur bude rovnoměrně rozdělena mezi spolkovou zemi Berlín a spolkovou vládu, které do výzkumné budovy vloží polovinu této částky.

Nejmodernější fotonika: jedna z nejvýznamnějších klíčových technologií 21. století

V centru výzkumné budovy stojí nejmodernější fotonika. Je to jedna z nejvýznamnějších klíčových technologií 21. století a tvoří základ pro široké spektrum aplikací v oblasti informačních a komunikačních technologií (IKT), kvantových technologií, senzoringu a medicíny. Průmysl fotoniky je jedním z nejdůležitějších motorů růstu v Německu s ročním obratem přes 50 miliard eur a více než 190 000 zaměstnanci, přičemž region Berlín-Braniborsko patří mezi nejvýznamnější centra optických technologií. Klíčovým inovativním hnacím motorem je miniaturizace optických komponent a systémů a integrace různých nanofotonických prvků a materiálů na kompaktní a vysoce funkční čip.

Právě zde se zaměří plánované Centrum pro výzkum integrované fotoniky (CIPHOR) Technické univerzity v Berlíně a bude podporovat integrovanou kvantovou fotoniku v nové výzkumné budově. „S CIPHOR získává výzkum kvantové fotoniky na TU Berlin průkopnický základ, který bude formovat vývoj fyziky v nadcházejících desetiletích,“ vysvětluje prof. Dr. Michael Kneissl, mluvčí CIPHOR.

Vysoce moderní technologická a experimentální infrastruktura

Pro řešení uvedených výzev je nutná vysoce moderní technologická a experimentální infrastruktura, která v národním i mezinárodním měřítku zatím neexistuje. Koncept laboratoře výzkumné budovy zahrnuje tři vysoce specializované centrální laboratoře („Core Laboratories“) s experimentálním vybavením na nejvyšší úrovni, které budou využívány kolaborativně a umožní sdílení zdrojů.

Zúčastněné instituce TU Berlín

Zúčastněné vědecké týmy zastupují instituce pevné látky (IFKP), optiky a atomové fyziky (IOAP) a teoretické fyziky (ITP), a v širším kruhu také elektrotechniku a informatiku TU Berlín. Všechny obory mohou čerpat z nejvyšší vědecké expertízy, například z několika speciálních výzkumných oblastí financovaných Německou výzkumnou společností.

2 000 metrů čtverečních užitné plochy na kampusu TU OST

Výzkumná budova CIPHOR se svými třemi centrálními laboratořemi a přibližně 2 000 metry čtverečními užitné plochy (1-6) má být součástí nové výstavby pro experimentální fyziku TU Berlin. Tato akce musí být začleněna do investičního plánu spolkové země Berlín. Jako místo pro budovu experimentální fyziky je k dispozici stavební parcela na kampusu TU OST na Müller-Breslau-Straße. Náklady na výstavbu tří laboratoří a 400 metrů čtverečních kancelářských prostor v nové výzkumné budově činí přibližně 54 milionů eur. K těmto nákladům na velké přístroje ve výši 6,7 milionů eur a na počáteční vybavení ve výši přibližně 2 milionů eur se celkové náklady pohybují kolem 63 milionů eur.

„Jsme velmi potěšeni oznámením o financování. Není to jen z hlediska stavebního nutné. V této moderní laboratoři budou naši vědci vyvíjet nové aplikace pro bezpečný přenos dat, kvantové fotonické výpočty, kvantové senzory a medicínu. Můžeme zde využít silné stránky našeho umístění a vědecké odbornosti. Děkuji všem, kteří věnovali čas, nápady a nadšení. Je to investice do naší budoucnosti,“ říká prof. Dr. Geraldine Rauch, prezidentka TU Berlín.

„Jsem mimořádně rád z tohoto úspěchu: je to druhá iniciativa z Fakulty II - Matematika a přírodní vědy, která získala toto financování na výzkumnou budovu. CIPHOR žije z přeshraniční spolupráce mezi obory a institucemi a bude příkladem moderního využívání laboratoří. Rád bych výslovně poděkoval oddělení V – Vysoké školy v berlínské Senátu pro vědu, zdraví a péči a oddělení IV – Budovy a správní služby správy TU Berlín za konstruktivní spolupráci,“ dodává děkan Fakulty II Matematika a přírodní vědy, prof. Dr. Etienne Emmrich.

Unikátní rys přístupu

Cílem a unikátním rysem tohoto přístupu je vývoj kompaktních kvantově fotonických integrovaných obvodů (Quantum Photonic Integrated Circuits, Q-PIC), které spojují na jednom polovodičovém čipu novou a různorodou funkčnost. Měly by být na jednom miniaturním polovodičovém čipu integrovány kvantově fotonické experimenty, které dnes zabírají mnoho metrů čtverečních optického stolu nebo celé laboratoře, aby umožnily nové aplikace v bezpečném přenosu dat, kvantových fotonických výpočtech, kvantových senzorech a medicíně. Získané znalosti a know-how v CIPHOR by měly sloužit nejen čistému výzkumu, ale také prostřednictvím spin-offů a spolupráce s průmyslovými partnery k transferu znalostí.

Silná stránka regionu Berlín-Braniborsko

Zvláště v oblasti optických technologií je region Berlín-Braniborsko s řadou malých a středních podniků (KMU) velmi silný. V širším okolí nových spolkových zemí vznikají také možnosti spolupráce s velkými výrobci čipů, jako jsou Intel, Infineon a Bosch, kteří dále nabízejí zajímavé kariérní příležitosti pro vysoce kvalifikované odborníky CIPHOR.