CIPHOR – Recommandation pour le financement d'un nouveau bâtiment de recherche pour la photonique quantique intégrée

Plan du centre de recherche en photonique intégrée (CIPHOR)

Doctorant dans le laboratoire d'optique quantique

La TU Berlin a participé avec grand succès à la procédure de concours pour la réalisation de nouveaux bâtiments de recherche dans le cadre d’un financement conjoint entre la Confédération et les Länder pour la phase de financement 2025. Sous le nom « CIPHOR », le projet pour la photonique quantique intégrée a été évalué par la commission des bâtiments de recherche comme « très bon à exceptionnel » et recommandé le 19 avril 2024 par le Conseil des sciences à la Conférence commune des ministres de l’Éducation et de la Recherche (GWK) pour financement. L’objectif est de faire naître le bâtiment de recherche comme partie de la reconstruction du bâtiment de la physique nanométrique sur le campus de Charlottenburg. Le montant du financement d’environ 63 millions d’euros sera réparti à parts égales entre la région de Berlin et la Confédération pour le bâtiment de recherche.

Photonique de pointe : l’une des technologies clés les plus importantes du 21e siècle

Au centre du bâtiment de recherche se trouve la photonique de pointe. Elle constitue l’une des technologies clés les plus importantes du 21e siècle et constitue la base de nombreuses applications dans le domaine des technologies de l’information et de la communication (TIC), des technologies quantiques, de la capteurique et de la médecine. L’industrie de la photonique est l’un des moteurs de croissance les plus importants en Allemagne, avec un chiffre d’affaires annuel de plus de 50 milliards d’euros et plus de 190 000 employés, la région de Berlin-Brandenburg étant l’un des principaux centres de technologies optiques. Un moteur d’innovation essentiel est la miniaturisation des composants et systèmes optiques ainsi que l’intégration de différents éléments nanophotoniques et matériaux sur une puce compacte et hautement fonctionnelle.

C’est précisément ici que le Centre pour la Recherche en Photoniques Intégrées (CIPHOR) de la TU Berlin s’appuiera et fera progresser la photonique quantique intégrée dans le nouveau bâtiment de recherche. « Avec CIPHOR, la recherche en photonique quantique à la TU Berlin disposera d’une base pionnière qui marquera le développement de la physique dans les décennies à venir », explique le Prof. Dr. Michael Kneissl, porte-parole de CIPHOR.

Infrastructure technologique et expérimentale de pointe

Pour relever les défis décrits, une infrastructure technologique et expérimentale de pointe, encore inexistante au niveau national et international, est nécessaire. Le concept du laboratoire du bâtiment de recherche comprend trois zones de laboratoires centrales hautement spécialisées (« Core Laboratories ») avec un équipement expérimental de haut niveau, destiné à être utilisé de manière collaborative et permettant la mutualisation des ressources.

Les instituts impliqués de la TU Berlin

Les chercheurs impliqués représentent les instituts de physique des solides (IFKP), d’optique et de physique atomique (IOAP), ainsi que de physique théorique (ITP), et dans le cercle élargi, également l’électrotechnique et l’informatique de la TU Berlin. Tous ces domaines peuvent s’appuyer sur une expertise scientifique de haut niveau, notamment sur plusieurs programmes de recherche collaborative, financés par la Deutsche Forschungsgemeinschaft.

2 000 mètres carrés de surface utile sur le campus EST de la TU

Le bâtiment de recherche CIPHOR, avec ses trois zones de laboratoires centrales et environ 2 000 mètres carrés de surface utile (niveaux 1 à 6), doit faire partie d’une nouvelle construction pour la physique expérimentale de la TU Berlin. À cet effet, cette initiative doit être intégrée dans la planification des investissements de la région de Berlin. Un site pour le bâtiment de physique expérimentale est disponible sur le campus EST de la TU, dans la rue Müller-Breslau. La part des coûts de construction pour les trois zones de laboratoires ainsi que 400 mètres carrés de bureaux dans le nouveau bâtiment de recherche s’élève à environ 54 millions d’euros. Avec les coûts pour les grands équipements d’un montant de 6,7 millions d’euros et les coûts d’équipement initial d’environ 2 millions d’euros, le coût total s’élève à environ 63 millions d’euros.

« Nous sommes très heureux de cette confirmation de financement. Elle est non seulement indispensable d’un point de vue architectural. Dans ce bâtiment de laboratoire moderne, nos chercheurs développeront de nouvelles applications pour la transmission sécurisée des données, pour le calcul quantique photonique, pour la capteurique quantique et la médecine. Nous pouvons ici nous appuyer sur les forces du site et notre expertise scientifique. Je remercie tous ceux qui ont investi du temps, des idées et beaucoup d’enthousiasme. C’est un investissement dans notre avenir », déclare le Prof. Dr. Geraldine Rauch, présidente de la TU Berlin.

« Je suis extrêmement heureux de ce succès : c’est la deuxième initiative de la faculté II - Mathématiques et sciences naturelles, qui a pu obtenir cette subvention pour un bâtiment de recherche. CIPHOR vit de la coopération au-delà des frontières disciplinaires et des instituts, et sera un exemple pour une utilisation moderne des laboratoires. Je tiens à remercier tout particulièrement le département V - Universités, dans l’administration berlinoise pour la science, la santé et la protection sociale, ainsi que le département IV - Bâtiments et gestion des services de l’administration de la TU Berlin, pour leur collaboration constructive », indique le doyen de la faculté II, Prof. Dr. Etienne Emmrich.

Caractéristique distinctive de l’approche

Un objectif et une caractéristique distinctive de cette approche est le développement de circuits intégrés quantiques photoniques compacts (Quantum Photonic Integrated Circuits, Q-PIC), qui combinent de nouvelles fonctionnalités variées sur une puce semi-conductrice. Il s’agit de regrouper sur une seule puce semi-conductrice la majorité des expériences quantophiques, qui occupent actuellement plusieurs mètres carrés d’une table optique ou des laboratoires entiers, afin de permettre de nouvelles applications dans la transmission sécurisée de données, le calcul quantique photonique, la capteurique quantique et la médecine. Les connaissances et le savoir-faire générés dans CIPHOR ne doivent pas seulement servir la recherche pure, mais aussi favoriser le transfert de connaissances par des créations d’entreprises et des collaborations avec des partenaires industriels.

Force de la région Berlin-Brandenburg

Surtout dans le domaine des technologies optiques, la région de Berlin-Brandenburg est particulièrement forte avec de nombreuses PME. Dans le contexte des nouveaux Länder, des possibilités de coopération se présentent également avec de grands fabricants de puces, tels qu’Intel, Infineon et Bosch, qui offrent en outre des perspectives de carrière intéressantes pour les professionnels hautement qualifiés de CIPHOR.