CIPHOR – Recomendación para la financiación de una nueva construcción de investigación en Fotónica Cuántica Integrada

Plano del centro de investigación en fotónica integrada (CIPHOR)

Doctorando en el laboratorio de óptica cuántica

La TU Berlín ha participado con gran éxito en el procedimiento de concurso para la realización de nuevos edificios de investigación en una financiación conjunta entre la Federación y los Länder para la fase de financiación 2025. Bajo el término «CIPHOR», en el comité de edificios de investigación, el proyecto de Fotónica Cuántica Integrada fue calificado como «muy bueno hasta sobresaliente» y recomendado el 19 de abril de 2024 por el Consejo de Ciencias para su financiación. El objetivo es crear el edificio de investigación como parte de la nueva construcción de reemplazo de la Física de Nanopartículas en el campus de Charlottenburg. La suma de financiación de aproximadamente 63 millones de euros será aportada en partes iguales por el Estado de Berlín y por la Federación para el edificio de investigación.

Fotónica de vanguardia: una de las tecnologías clave más importantes del siglo XXI

En el centro del edificio de investigación se encuentra la fotónica de vanguardia. Es una de las tecnologías clave más importantes del siglo XXI y constituye la base para diversas aplicaciones en el ámbito de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC), tecnologías cuánticas, sensores y medicina. La industria de la fotónica es uno de los motores de crecimiento más importantes en Alemania, con una facturación anual de más de 50 mil millones de euros y más de 190.000 empleados, siendo la región de Berlín-Brandenburgo uno de los centros más importantes para tecnologías ópticas. Un impulsor clave de la innovación es la miniaturización de componentes y sistemas ópticos, así como la integración de diferentes elementos y materiales nanofotónicos en un chip compacto y altamente funcional.

Precisamente aquí, el previsto Centro de Investigación en Fotónica Integrada (CIPHOR) de la TU Berlín comenzará y promoverá la Fotónica Cuántica Integrada en el nuevo edificio de investigación. «Con CIPHOR, la investigación en fotónica cuántica en la TU Berlín obtiene una base pionera que marcará el desarrollo de la física en las próximas décadas», explica el Prof. Dr. Michael Kneissl, portavoz de CIPHOR.

Infraestructura tecnológica y experimental de vanguardia

Para abordar los desafíos descritos, es necesaria una infraestructura tecnológica y experimental de vanguardia que aún no existe a nivel nacional e internacional. El concepto del laboratorio del edificio de investigación incluye tres áreas de laboratorios centrales altamente especializadas («Core Laboratories») con equipamiento experimental de la más alta calidad, que se utilizarán de forma colaborativa y permitirán la agrupación de recursos.

Los institutos participantes de la TU Berlín

Los científicos participantes representan los institutos de Física de Sólidos (IFKP), Óptica y Física Atómica (IOAP), así como Física Teórica (ITP) y, en un círculo ampliado, también Ingeniería Eléctrica e Informática de la TU Berlín. Todos los ámbitos pueden recurrir a la máxima experiencia científica, por ejemplo, en varios ámbitos de investigación especial, financiados por la Deutsche Forschungsgemeinschaft.

2.000 metros cuadrados de superficie útil en el campus ESTE de la TU

El edificio de investigación CIPHOR, con sus tres áreas de laboratorio centrales y aproximadamente 2.000 metros cuadrados de superficie útil (págs. 1-6), será parte de una nueva construcción para la física experimental de la TU Berlín. Para ello, la medida debe incorporarse a la planificación de inversiones del Estado de Berlín. Como ubicación para el edificio de física experimental, se dispone de un solar en el campus ESTE de la TU en la Müller-Breslau-Straße. La parte de costes de construcción para las tres áreas de laboratorio y 400 metros cuadrados de oficinas en el nuevo edificio de investigación asciende a aproximadamente 54 millones de euros. Sumando los costes de los grandes equipos, de 6,7 millones de euros, y los costes de equipamiento inicial, de aproximadamente 2 millones de euros, el coste total asciende a aproximadamente 63 millones de euros.

«La aprobación de la financiación nos alegra mucho. No solo desde el punto de vista constructivo, sino que también es urgentemente necesaria. En el moderno edificio de laboratorios, nuestros investigadores desarrollarán nuevas aplicaciones para la transmisión segura de datos, la computación cuántica fotónica, la sensores cuánticos y la medicina. Podemos aprovechar aquí las fortalezas del lugar y nuestra experiencia científica. Agradezco a todos los que han invertido tiempo, ideas y mucho entusiasmo. Es una inversión en nuestro futuro», afirma la Prof. Dr. Geraldine Rauch, presidenta de la TU Berlín.

«Estoy extraordinariamente contento por este éxito: es la segunda iniciativa de la Facultad II - Matemáticas y Ciencias Naturales, que ha conseguido esta financiación para un edificio de investigación. CIPHOR vive de la cooperación más allá de las fronteras de las disciplinas y los institutos, y será un ejemplo para un uso moderno de laboratorios. Quiero agradecer expresamente al Departamento V - Universidades en la Oficina del Senado de Berlín para Ciencia, Salud y Cuidado, y al Departamento IV - Edificios y Gestión de Servicios de la administración de la TU Berlín por la colaboración constructiva», dice el decano de la Facultad II de Matemáticas y Ciencias Naturales, Prof. Dr. Etienne Emmrich.

Característica distintiva del enfoque

El objetivo y una característica distintiva del enfoque es el desarrollo de circuitos integrados cuántico-fotónicos compactos (Quantum Photonic Integrated Circuits, Q-PIC), que combinan funcionalidades novedosas y diversas en un solo chip semiconductor. Se pretende reunir experimentos cuántico-fotónicos, que actualmente ocupan muchos metros cuadrados de una mesa óptica o laboratorios completos, en un chip semiconductor del tamaño de una cabeza de alfiler, para posibilitar nuevas aplicaciones en la transmisión segura de datos, en la computación cuántica fotónica, en sensores cuánticos y en medicina. El conocimiento y la experiencia generados en CIPHOR no solo deben servir para la investigación pura, sino también facilitar la transferencia de conocimientos mediante patentes y colaboraciones con socios industriales.

Fortaleza de la región de Berlín-Brandenburgo

Especialmente en el ámbito de las tecnologías ópticas, la región de Berlín-Brandenburgo es particularmente fuerte con numerosas PYME. En el entorno de los nuevos Länder, también surgen oportunidades de cooperación con grandes fabricantes de chips, como Intel, Infineon y Bosch, que además ofrecen interesantes opciones de carrera para profesionales altamente cualificados en CIPHOR.