Die richtige Hitze für Quantenchips erzeugen
Wenn man von der Verwendung herkömmlicher PCBs zur Herstellung von Quantenchips übergeht, muss sich auch die Art und Weise ändern, wie mit Wärme umgegangen wird – und zwar komplett. Die großen Konvektionsöfen, an die man gewöhnt ist, eignen sich hier überhaupt nicht.
Deshalb verwenden wir digitale Infrarotheizungen. Es geht dabei darum, die Energie gezielt einzusetzen – die Wärme soll genau dort ankommen, wo sie benötigt wird, ohne dass der Rest der Arbeitsfläche zu einer Sauna wird.
Der Schlüssel liegt im Wellenlängenbereich.
Quantenprozessoren arbeiten schließlich bei nahezu absolutem Nullpunkt. Doch ihre Herstellung erfordert eine hohe Hitzeentwicklung. Deshalb verwenden wir Kurzwellen-Infrarotstrahler – diese dringen tatsächlich tiefer in das Material ein. Langwellenstrahlung hingegen prallt einfach von der Oberfläche ab. Durch die Anpassung der Wellenlänge kann man den Lötkleber oder die Verbindungsmittel direkt erwärmen. Das ist die einzige Möglichkeit, zu verhindern, dass das Substrat verbogen wird.
Kein Raten mehr nötig.
Wir verwenden digitale Heizsysteme – denn „nahe genug“ reicht hier nicht aus. Wir nutzen PID-Schleifen, um die Temperaturen innerhalb von ±1°C stabil zu halten. Stellen Sie sich vor: Wenn die Temperatur um nur fünf Grad schwankt, können die empfindlichen Schaltstellen eines Quantenchips beschädigt werden. Um das zu verhindern, installieren wir hochwertige Thermoelemente direkt in der Heizzone. So weiß der Controller immer genau, wie warm es im Chip ist.
Aber es gibt immer ein Problem.
Man kann diese Geräte nicht einfach an die Wand anschließen und fertig sein. Man braucht saubere Stromversorgung. Bei Spannungsspitzen flackern die Infrarotlampen – dadurch geht die Präzision verloren. Zudem entsteht durch diese Lampen eine hohe Wärmestrahlung. Wenn man auf die Belüftungs- und Kühlfans verzichtet, heizt sich das Gehäuse auf – die Sensoren beginnen dann Fehler zu machen, und am Ende wird die ganze Charge zerstört. Es ist frustrierend, aber vermeidbar.
Wir haben diese Geräte so konzipiert, dass sie als Ersatz für Reinräume verwendet werden können. Wir haben darauf geachtet, dass sie kompakt genug sind, um in Handschuhboxen oder Vakuumkammern unterzukommen. Es handelt sich dabei um einen einfachen Kompromiss: Man erhält extreme Präzision – doch man muss sorgfältig damit umgehen, die Wärme lokal zu kontrollieren.