Sensors And Devices - Foto Baroni | Archivio Fotografico FBK

Tecnologie quantistiche: dal laboratorio al mercato

FBK da sempre conduce ricerca su superconduttori, dispositivi fotonici, ottici, micromeccanici, elettronici all’avanguardia come tecnologie abilitanti per l’innovazione nei campi della ricerca biomedica, delle esplorazioni spaziali e delle applicazioni quantistiche.

Nei prossimi anni è prevista una rivoluzione che deriva dalla gestione dei fenomeni quantistici per computer, sensori e materiali innovativi.

L’impatto di questa rivoluzione è dirompente: le QT hanno effetti immediati e di vasta portata su tutti i campi della scienza, dall’informatica alla biologia, dalle telecomunicazioni all’ingegneria, alla medicina, all’economia e all’ambiente.

La sfida per i prossimi 5-10 anni è portare le QT anche nella rete produttiva italiana, attraverso la ricerca multidisciplinare, orientata alla tecnologia ai massimi livelli, con start-up in grado di trasferire e implementare nuove tecnologie sotto forma di prodotti.


Punti di forza di FBK

FBK si pone come partner di ricerca e innovazione altamente flessibile:

  • PERSONALIZZAZIONE: FBK è in grado di soddisfare le più peculiari richieste della specifica applicazione industriale
  • COMPETENZE: ha la capacità di progettazione, fabbricazione e prototipazione della Clean room, coi massimi standard qualitativi (tecnologie micro e nano-elettroniche per sensori e dispositivi di nuova generazione)
  • NETWORK: grazie al confronto con partner internazionali di eccellenza, FBK garantisce la migliore soluzione a ogni problema.


Tecnologie e campi di applicazione

  • MEMS Mass Flow sensors for cold gas microthrusters
    I sensori di flusso di massa MEMS made in FBK sono attualmente a bordo dei satelliti spaziali per le missioni spaziali a lungo termine GAIA, LISA PATHFINDER, MICROSCOPE ed EUCLIDE. Il livello di technology readiness (TRL) è 9/9 (sistema effettivo collaudato in ambiente operativo).
  • Sensori di immagine a singolo fotone per imaging quantistico
    Nelle applicazioni di imaging quantistico è necessario rilevare singoli fotoni con elevata precisione spaziale. La tecnologia SPAD (single-photon avalanche diodes) integrata in chip CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor) con funzioni smart nel pixel è una tecnologia abilitante per imaging avanzato.
  • Fotomoltiplicatori al silicio
    Rivelatori in silicio a singolo fotone (silicon photomultipliers) a elevate prestazioni, realizzati in tecnologia custom FBK per svariate applicazioni. La tecnologia è flessibile e si adatta a diverse lunghezze d’onda e condizioni operative ed è possibile studiare un design focalizzato alla risoluzione di problemi specifici.

Progetti in evidenza

In ambito del Pnrr:

NQSTI Scarl (National Quantum Science and Technology Institute) HUB è il partenariato guidato dall’Università di Camerino. FBK avrà il ruolo di leader dello Spoke 7 “Complete Quantum System” (S7), e per questo potrà rappresentare il punto di riferimento per le aziende italiane che vorranno approfondire e sfruttare i risultati del progetto. Lo Spoke 7 si concentrerà sullo sviluppo di sistemi quantistici completi basati su nuove idee sviluppate in collaborazione con gli altri Spoke in cui i ricercatori simuleranno, progetteranno e testeranno dispositivi e moduli quantistici. 
L’obiettivo che si pone è quello di facilitare l’integrazione e la comunicazione tra settori differenti: uno sforzo straordinario per sviluppare nuova ricerca di base che promuova lo sviluppo industriale. Dopo una prima fase di sviluppo e integrazione di dispositivi già esistenti, i sistemi quantistici completi saranno testati in esperimenti di laboratorio volti a dimostrare il loro potenziale per un eventuale uso industriale, tenendo conto delle indicazioni delle aziende partner e saranno principalmente dedicati a campi di applicazione come la sicurezza, lo spazio, l’ambiente, la biomedicina e l’energia.

Ecosistema SAMOTHRACE
La linea prioritaria dell’ecosistema Samothrace rientra nell’ambito dell’area “Digitale, Industria e Spazio” del Piano Nazionale della Ricerca (PNR).
L’obiettivo principale è far leva sulla consolidata vocazione del territorio siciliano nel campo della microelettronica e delle micro e nano tecnologie per portarla a un livello più alto e diffuso che possa avere un impatto significativo e tangibile sullo scenario industriale dell’isola e sull’intera società.

SAMOTHRACE,  si prefigge di elevare le competenze e risorse già presenti nel territorio relativamente a micro e nano tecnologie, smart devices, materiali innovativi, con l’obiettivo di metterle a sistema nella catena dell’innovazione in ambito energia, salute, ambiente, smart mobility, protection and maintainance of cultural heritages e precision agricolture. FBK partecipa in qualità di affiliato allo Spoke 2 con un coinvolgimento specifico nei settori dello sviluppo di strumenti e sensori per applicazioni biomedicali.

Ecosistema VITALITY
Vitality (Ecosistema Innovazione, digitalizzazione e sostenibilità per l’economia diffusa nel Centro Italia) si prefigge lo sviluppo e il trasferimento dell’innovazione per rendere più competitivi i sistemi produttivi regionali, migliorando così la sostenibilità e la qualità della vita nei sistemi urbani, nelle aree rurali e negli ambienti sia di vita che di lavoro.

FBK partecipa in qualità di affiliato allo Spoke 2 (ASTRA – Alleanza per la ricerca e le tecnologie spaziali avanzate) guidata dal Gran Sasso Science Institute (GSSI),  relativo alla realizzazione di un satellite, in particolare con attività di:

  • sviluppo di sensori innovativi di radiazione che effettueranno il monitoraggio delle radiazioni ionizzanti;
  • sviluppo di soluzioni software per aumentare l’affidabilità di sistemi.

Contributo alle INFRASTRUTTURE DI RICERCA del Pnrr


EPIQUS 

Acronimo di Elecronic-photonic integrated quantum simulator platform, ha l’ambizione di sviluppare una nuova generazione di simulatori quantistici, consistente in un dispositivo delle dimensioni di un chip, completamente integrato, funzionante a temperatura ambiente e di potenza scalabile, potendo affiancare molti dispositivi in parallelo.

FastGhost

Obiettivo: realizzare un microscopio quantistico funzionante con la tecnica del ghost imaging, dove l’immagine viene creata con fotoni che non hanno interagito col campione. In questo modo è possibile utilizzare i sensori nel visibile sviluppati da FBK per osservare le lunghezze d’onda dell’infrarosso.

Quantum@Trento

Obiettivo: conquistare la leadership italiana nelle scienze e tecnologie quantistiche. Aziende e istituzioni di ricerca insieme per attrarre di investimenti e sviluppare nuova tecnologia nell’ambito della flagship europea da 10 miliardi in 10 anni.