For at udvikle og fabrikere kvantechips skal forskere og virksomheder have adgang til avancerede renrum, laboratorier og udstyr. DTU har sat gang i byggeriet af de eftertragtede faciliteter, der vil stå klar i 2027. De bliver afgørende for Danmarks globale position i konkurrencen om at virkeliggøre fremtidens potente kvanteteknologier.
Lyden af den 90 ton tunge boremaskine på Érsteds Plads på DTU er ikke til at tage fejl af. Her bliver der arbejdet på højtryk for at bore sig langt ned i undergrunden for at opføre Nanolab Phase 4: en ny state of the art-facilitet, der giver adgang til avanceret udstyr og miljøer til at udvikle og producere kvantechips.
Den nye bygning vil udvide og forbedre de nuvèrende faciliteter på DTU Nanolab og skal bl.a. indeholde et 700 m2 renrum med plads til den nyeste generation af udstyr til nanofabrikation.
Her vil forskere og virksomheder kunne udvikle og fabrikere fysiske komponenter til kvantesensorer, kvantekrypteringsenheder eller kvantecomputere, som krèver ekstremt prècise og kontrollerede nanofabrikationsmiljøer. Det skal vère med til at styrke Danmarks position som en førende nation inden for kvanteteknologi og innovation.
Teknologien er vigtig, fordi den kan bryde grènser for, hvad vi troede var teknologisk muligt. Det kan bl.a. fremskynde forskning i nye materialer, medicin og kemiske processer.
"Der er brug for faciliteter i absolut topklasse for at kunne producere kvantechips i Danmark. Derfor er vores fokus i Nanolab Phase 4 helt klart på fabrikation. Den nye bygning er ikke kun et løft til forskning og udvikling, men også til småserieproduktion og opskalering mod industriel fremstilling. Vi vil dèkke hele spektret - fra grundforskning og prototyper inden for nanoteknologi og kvanteteknologi til at udvikle industrielle produktionsprocesser. Målet er at fastholde både startups og den fremvoksende industri i Danmark," siger Jörg Hübner, der er direktør i DTU Nanolab.
Blandt verdens førende renrum
Nanolab Phase 4 begyndte som en idé i 2019 og har siden udviklet sig til en central del af Danmarks strategiske satsning på kvanteteknologi. Bygningen skal imødekomme den stigende efterspørgsel fra forskere og virksomheder, der arbejder med nanoteknologi, kvantechips og avancerede sensorer.Det sker, i takt med at behovet for mere avancerede og fleksible renrumsfaciliteter vokser, efterhånden som teknologierne bliver stadig mere komplekse og krèver ekstremt kontrollerede miljøer. Renrummet bliver et af verdens førende af sin slags med open access.
Det betyder, at også virksomheder kan installere deres eget udstyr og gå fra forskning til småserieproduktion. Desuden får de adgang til specialiserede maskiner og teknologier, som er dyre og komplekse at installere selv, og endelig kommer de tèt på DTU’s forskningsmiljøer og bliver en del af et større Ökosystem i Storkøbenhavn.
Ud over stèrke forskningsmiljøer på DTU tèller miljøet bl.a. Niels Bohr Instituttet, Sparrow Quantum, Microsoft, UCPH Ventures samt en lang rèkke startups og forskningsog produktionsfaciliteten Quantum Foundry, der også fabrikerer specialiserede kvantechips og bruger DTU’s faciliteter til konnektering og pakning.
I de seneste år er der sket en bemèrkelsesvèrdig udvikling på DTU inden for innovation og produktion af kvantechips, og universitetet er blevet en eftertragtet samarbejdspartner såvel internationalt som nationalt.
I dag er DTU hjemsted for nogle af Europas førende forskningsmiljøer inden for kvantefysik og kvanteteknologi. Universitetet deltager aktivt i internationale samarbejder og EU-projekter og bidrager til at udvikle både kvantehardware og -software til fremtidens kvantesystemer. Samtidig uddanner DTU specialister, der skal sikre Europas teknologiske førerposition.
Fremsynet at investere i udvidelsen
"Det er meget fremsynet, at DTU har valgt at investere i udvidelsen af Nanolab. Den type teknologi, der vil kunne anvendes og udvikles på DTU Nanolab, er afgørende for, at danske forskere og virksomheder kan udføre nanofabrikation på højeste niveau. Det vil gøre det muligt for danske aktører at udvikle og producere teknologi i samme kvalitet som de store internationale nanofabrikker - men i et forskningsbaseret R&D-miljø og med fuld dansk kontrol og ejerskab," siger Lene Oddershede, chief scientific officer, Planetary Science & Technology, Novo Nordisk Fonden.For at Danmark kan spille en aktiv rolle i den globale udvikling af kvanteteknologi, er det dog ikke nok at have stèrke forskningsmiljøer, mener Jörg Hübner. Det krèver også en strategisk indsats, som rèkker ud over laboratorierne.
Han forventer, at Nanolab Phase 4 ikke blot styrker Danmarks erhvervsliv og konkurrenceevne, men også bidrager positivt til det europèiske Ökosystem for mikrochips:
"Hvis Danmark skal lykkes med kvanteteknologi, krèver det mere end forskning - det krèver også produktion. Der er bred enighed blandt politikere, universiteter og erhvervsliv om, at vi skal undgå at gentage fejlen fra elektronikindustrien, hvor vèrdiskabelsen flyttede til udlandet. Med chipproduktion følger arbejdspladser, fabrikker og forsyningskèder tèttere på - og det er afgørende for både innovation og samfundsøkonomi."
Fleksibilitet er nøgleordet
Til at designe de nye faciliteter har DTU valgt det hollandske rådgivningsfirma Deerns, der er internationalt anerkendt for deres ekspertise inden for renrumsteknologi.Blandt de vigtigste krav til et moderne renrum er evnen til at opretholde ekstremt prècise forhold for temperatur, luftfugtighed og partikelniveauer. Selv små vibrationer eller luftstrømme kan forstyrre målinger og produktion på nanoskalaniveau.Derfor er bygningen designet med vibrationsdèmpning, elektromagnetisk afskèrmning og kontrolleret luftbehandling. Her er fleksibilitet et nøgleord, fortèller Anders M. Jørgensen, vicedirektør, DTU Nanolab:
"Vi står overfor at opføre en ny laboratoriebygning, der skal vère relevant i mindst 30 år. Vi ved, at kvanteteknologi bliver en central del af aktiviteterne de nèste 5-10 år, men fremtidens behov er endnu ukendte. Derfor krèver opførelsen af Nanolab Phase 4 en anderledes tilgang, hvor arkitekter og designere må tènke ud over faste specifikationer og udstyrslister. Det er ikke en tilgang, man ser mange steder. Ofte bygger man nyt og flytter eksisterende aktiviteter over i den nye bygning, men her har vi ønsket at skabe et fleksibelt design, hvor forskere og virksomheder hurtigt kan installere og udskifte udstyr afhèngigt af forskningsog udviklingsprojekter."
Et ekstremt globalt kapløb
I dag er der et ekstremt globalt kapløb i gang om at vère blandt de første, der udvikler brugbare kvanteteknologier. I kvantemiljøet taler man ligefrem om, at vi med kvanteteknologien kommer til at udføre beregninger, vi ikke har fantasi til at forestille os, og at vi kommer til at måle ekstremt små signaler - og kommunikere og kryptere på et helt andet niveau end tidligere. Det er Lene Oddershede enig i:
"Kvantechippen er hjertet i en kvantecomputer, som har kèmpe anvendelsesmuligheder. Inden for kemi og life science kan den f.eks. vère med til at udvikle nye former for medicin - og inden for materialeforskning kan den give nye materialer, som muliggør den grønne omstilling. Kvantecomputeren kan i det hele taget forbedre vores forståelse af systemer, som i deres natur er kvantesystemer, og der er mange af disse, der faktisk er en del af vores hverdag. Derudover forventes specialiserede chips baseret på kvanteteknologi at skabe store forandringer inden for kryptering, finans og logistik."
Spørger man Jörg Hübner, mener han, at kvanteteknologien muligvis står foran et gennembrud på linje med optisk telekommunikation og fibernet, som i slutningen af 1990’erne og starten af 00’erne banede vej for uendeligt bredbånd og streaming. Kvanteteknologi har dog vèret lènge under udvikling og er blevet forfinet i laboratorier, men den er endnu ikke for alvor kommet ud i praktisk anvendelse.
"For at tage det nèste skridt skal kvanteteknologi bringes ned på chipniveau. Det krèver, at vi kan fremstille fysiske chips, som ikke bare demonstrerer, hvad der er muligt i laboratoriet, men som også fungerer i virkeligheden. Det er et stort teknologisk skridt - og et skridt, som hele verden strèber efter: at få kvanteteknologi integreret i chips. Netop her kan Nanolab Phase 4 skabe muligheder for, at Danmark kan placere sig blandt de førende inden for kvanteteknologi," siger Jörg Hübner.
Lès mere om Nanolab Phase 4
Renrum bygget på søjler
Renrummet i Nanolab Phase 4 bliver bygget på søjler, som står på et sèrligt fundament kaldet et vaffeldèk. Det betyder, at selve renrummet er fysisk adskilt fra resten af bygningen og fra jorden omkring. Konstruktionen beskytter det følsomme udstyr mod vibrationer fra f.eks. den kommende letbane, lastbiler og tekniske installationer. For yderligere beskyttelse er der etableret en vèg omkring kèlderen med hundredvis af pèle og ankre, som fungerer som en slags skjold mod rystelser. Det gør bygningen i stand til at leve op til en ekstremt streng vibrationsstandard.Kontrolleret luftbehandling
DTU har ladet sig inspirere af farmakologiske renrum, når det gèlder om at kontrollere luftbehandlingen i Nanolab Phase 4. I stedet for at bruge traditionelle systemer til luftbehandling vil man anvende en såkaldt desiccant-teknologi, der består af et stort roterende hjul, der trèkker fugt ud af luften. Metoden skal udnytte DTU’s fjernvarme og sikre en energieffektiv drift året rundt. Ifølge DTU’s beregninger er det muligt at opnå op til 25 pct. energibesparelse med det nye affugtningssystem.Adresse
Anker Engelunds Vej 101
2800 Kongens Lyngby
CVRnr.: 30 06 09 46