CIPHOR – Raccomandazione per il finanziamento di un nuovo edificio di ricerca per la Fotonica Quantistica Integrata

Pianta del centro di ricerca sulla fotonica integrata (CIPHOR)

Dottorando nel laboratorio di ottica quantistica

La TU Berlino ha partecipato con grande successo alla procedura concorsuale per la realizzazione di nuovi edifici di ricerca, finanziata congiuntamente dal governo federale e dai Länder, per la fase di finanziamento 2025. Sotto il nome “CIPHOR” è stato valutato dall’Commissione per gli Edifici di Ricerca come un progetto “molto buono fino ad eccezionale” e raccomandato il 19 aprile 2024 dal Consiglio delle Scienze per il finanziamento alla Conferenza delle Università (GWK). L’obiettivo è di realizzare il nuovo edificio di ricerca come parte della sostituzione del nuovo edificio di nanofisica nel campus di Charlottenburg. La somma di finanziamento di circa 63 milioni di euro sarà divisa equamente tra la regione di Berlino e il governo federale per l’edificio di ricerca.

Fotonica all’avanguardia: una delle tecnologie chiave più importanti del 21º secolo

Al centro dell’edificio di ricerca si trova la fotonica all’avanguardia. È una delle tecnologie chiave più importanti del 21º secolo e costituisce la base per molte applicazioni nel settore delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione (ICT), delle tecnologie quantistiche, della sensoristica e della medicina. L’industria della fotonica è uno dei motori di crescita più importanti in Germania, con un fatturato annuo di oltre 50 miliardi di euro e più di 190.000 occupati, con la regione di Berlino-Brandenburg che rappresenta uno dei principali centri per le tecnologie ottiche. Un importante motore di innovazione è la miniaturizzazione di componenti e sistemi ottici, nonché l’integrazione di diversi elementi e materiali nanofotonici su un chip compatto e altamente funzionale.

Proprio qui il previsto Center for Integrated Photonics Research (CIPHOR) della TU Berlino si concentrerà e promuoverà l’integrazione della fotonica quantistica nel nuovo edificio di ricerca. “Con CIPHOR, la ricerca sulla fotonica quantistica alla TU Berlino avrà una base rivoluzionaria che plasmerà lo sviluppo della fisica nei prossimi decenni”, spiega il Prof. Dr. Michael Kneissl, portavoce di CIPHOR.

Infrastrutture tecnologiche e sperimentali all’avanguardia

Per affrontare le sfide descritte, sono necessarie infrastrutture tecnologiche e sperimentali all’avanguardia, che finora non esistono a livello nazionale e internazionale. Il concetto di laboratorio del nuovo edificio di ricerca comprende tre aree di laboratorio specializzate (“Core Laboratories”) con attrezzature sperimentali di altissimo livello, che saranno utilizzate in modo collaborativo e permetteranno la condivisione delle risorse.

Gli istituti coinvolti della TU Berlino

Gli scienziati coinvolti rappresentano gli istituti di Fisica dello Stato Solido (IFKP), di Ottica e Fisica Atomica (IOAP) e di Fisica Teorica (ITP), e come cerchia ampliata anche l’Ingegneria Elettrica e Informatica della TU Berlino. Tutti i settori possono contare sulla massima competenza scientifica, ad esempio su diversi programmi di ricerca speciali, finanziati dalla Deutsche Forschungsgemeinschaft.

2.000 metri quadrati di superficie utile nel campus EST di TU

Il nuovo edificio di ricerca CIPHOR, con le sue tre aree di laboratorio centrali e circa 2.000 metri quadrati di superficie utile (piani 1-6), farà parte di una nuova struttura per la fisica sperimentale della TU Berlino. Per questo, l’intervento deve essere inserito nel piano di investimenti della regione di Berlino. Come sito per l’edificio di fisica sperimentale è disponibile un’area di costruzione nel campus EST di TU, in Müller-Breslau-Straße. La quota di costi di costruzione per le tre aree di laboratorio e 400 metri quadrati di spazio ufficio nel nuovo edificio di ricerca ammonta a circa 54 milioni di euro. Con i costi per grandi apparecchiature pari a 6,7 milioni di euro e i costi di allestimento iniziale di circa 2 milioni di euro, i costi totali si attestano a circa 63 milioni di euro.

“Siamo molto felici per l’approvazione del finanziamento. Non solo dal punto di vista edilizio, ma è assolutamente necessario. Nel moderno edificio di laboratorio i nostri ricercatori svilupperanno nuove applicazioni per la trasmissione sicura dei dati, il calcolo quantistico fotonico, la sensoristica quantistica e la medicina. Qui possiamo sfruttare i punti di forza della sede e della nostra competenza scientifica. Ringrazio tutti coloro che hanno investito tempo, idee e grande entusiasmo. È un investimento nel nostro futuro”, afferma il Prof. Dr. Geraldine Rauch, presidente della TU Berlino.

“Sono estremamente felice di questo successo: è la seconda iniziativa della Facoltà II - Matematica e Scienze Naturali, che è riuscita a ottenere questo finanziamento per un edificio di ricerca. CIPHOR si basa sulla collaborazione tra discipline e istituti ed sarà un esempio per un utilizzo moderno dei laboratori. Desidero ringraziare esplicitamente il Dipartimento V - Università nel Senato di Berlino per la Scienza, la Salute e le Politiche Sociali e il Dipartimento IV - Edilizia e Gestione dei Servizi dell’amministrazione della TU Berlino per la collaborazione costruttiva”, afferma il decano della Facoltà II di Matematica e Scienze Naturali, Prof. Dr. Etienne Emmrich.

Caratteristica distintiva dell’approccio

L’obiettivo e una caratteristica distintiva dell’approccio è lo sviluppo di circuiti quantistici fotonici integrati compatti (Quantum Photonic Integrated Circuits, Q-PIC), che combinano nuove e diverse funzionalità su un chip semiconduttore. Si vogliono unire esperimenti quantistici fotonici, che attualmente occupano molti metri quadrati di superficie di un tavolo ottico o interi laboratori, su un chip di dimensioni ridottissime, per consentire nuove applicazioni nella trasmissione sicura dei dati, nel calcolo quantistico fotonico, nella sensoristica quantistica e nella medicina. Le conoscenze e il know-how generati in CIPHOR non saranno destinati solo alla ricerca pura, ma anche a favorire trasferimenti di conoscenza tramite spin-off e collaborazioni con partner industriali.

Forza della regione di Berlino-Brandenburg

Soprattutto nel settore delle tecnologie ottiche, la regione di Berlino-Brandenburg è particolarmente forte, grazie a numerose PMI. Nell’ambiente delle nuove regioni federali si aprono inoltre possibilità di collaborazione con grandi produttori di chip, come Intel, Infineon e Bosch, che offrono anche interessanti opportunità di carriera per professionisti altamente qualificati di CIPHOR.