Startup S-Transistor, een spin-off van het Finse VTT Technical Research Centre, werkt aan de grootschalige productie van supergeleidende transistoren, specifiek de Josephson veldeffecttransistor (JoFET).
Het hoofddoel is het oplossen van de 'kabelwoede' in quantumcomputers. Omdat huidige controle-elektronica niet functioneert bij de extreem lage temperaturen waarin qubits werken, is er nu een enorme hoeveelheid bekabeling nodig die warmte naar binnen geleidt en de qubits kan destabiliseren. Door circuits te maken die wél in de kou werken, kan de elektronica direct naast de qubits worden geplaatst.
Technische details en planning:
- De transistoren worden geproduceerd op 6-inch siliciumwafers met een grafeenkanaal en aluminium elektroden.
- Vanaf 2027 wil het bedrijf supergeleidende multiplexers en demultiplexers op de markt brengen.
- Op de lange termijn is het doel om een volledig supergeleidend 'moederbord' te creëren voor versterkers en geheugen.
- Ten opzichte van cryo-CMOS-technologie bieden deze transistoren een hogere snelheid, een lager energieverbruik en minder stroomlekken, wat essentieel is voor de stabiliteit van de qubits.
Supergeleidende Transistoren om Problemen in Quantum Computing op te Lossen
Door Rahul Rao | 17 september 2026
De supergeleidende geïntegreerde schakelingen van S-Transistors kunnen de bekabeling binnen de cryostaat van een quantumcomputer brengen.
Een quantumcomputer kan een onhandig apparaat zijn, omdat zelfs de meest elegante cryostaat voor qubit-behuizing meestal een woud van controlekabels vertoont. De meeste qubits werken niet bij temperaturen boven een fractie van een graad boven het absolute nulpunt, maar de conventionele elektronica die de qubits aanstuurt, werkt niet in deze cryogene kou. Hierdoor moeten verbindingskabels informatie uit de cryostaat transporteren. Hoe meer qubits een computer heeft, hoe meer kabels er nodig zijn. Deze overgroei is meer dan alleen een visueel probleem; het is een hindernis voor het opschalen van quantumcomputers, aangezien de draden een pad vormen voor warmte die de gevoelige qubits kan destabiliseren.
Ingenieurs kunnen deze "kabelwoede" verminderen als ze controle-elektronica kunnen krijgen die in de kou werkt, direct naast de ijskoude qubits. S-Transistors, een startup die een maand geleden is opgericht, heeft hiervoor een plan: de benodigde circuits maken van supergeleidende transistoren die kunnen functioneren in de ultra-koude omgeving van de qubit.
Het bedrijf is gevestigd in Espoo en is een spin-off van het VTT Technical Research Centre in Finland. S-Transistors heeft de supergeleidende transistor niet zelf uitgevonden, maar gelooft dat ze een doorbraak hebben geforceerd in het produceren van deze transistoren in een fab (fabricagefaciliteit). Ze zijn van plan om hun eerste circuits in 2027 op de markt te brengen.
"We claimen niet de beste supergeleidende transistoren te maken, maar we kunnen er veel maken op wafer-schaal. We kunnen daadwerkelijk de eersten zijn die ze combineren in nieuwe soorten supergeleidende geïntegreerde schakelingen die voorheen niet bestonden," zegt Heorhii Bohuslavskyi, CEO en mede-oprichter van S-Transistors en voormalig onderzoeker bij VTT.
Een sandwich van grafeen
De kern van de technologie van S-Transistors is de Josephson-junctie. Een Josephson-junctie bestaat uit twee supergeleiders die een nanoschaallaag van een ander materiaal inkapselen. Een kenmerk van een supergeleider is dat elektrische stroom bij een voldoende lage temperatuur zonder weerstand en zonder verlies stroomt. Normaal gesproken doet de vulling van de Josephson-junctie niets om dit te stoppen. Echter, wanneer de stroom toeneemt voorbij een bepaalde limiet — de zogenaamde kritische stroom — zal de Josephson-junctie voor een fractie van een seconde uit de supergeleidende staat springen. Deze flikkering creëert een kleine voltagepuls die gecontroleerd kan worden.
Veel quantumcomputers gebruiken zelf Josephson-juncties als bouwsteen voor supergeleidende qubits.
S-Transistors breidt hun Josephson-junctie uit met een derde terminal, die fungeert als de 'gate' (poort) in een typische veldeffecttransistor. Door een elektrisch veld over deze derde terminal aan te leggen, kan de kritische stroom van de junctie worden beheerst. Dit wordt een Josephson veldeffecttransistor (JoFET) genoemd. Ingenieurs kunnen meerdere JoFET's combineren om supergeleidende circuits en meer te creëren.
De JoFET is niet nieuw — ingenieurs proberen deze al sinds de jaren 80 te maken — maar de onderzoekers achter S-Transistors zeggen dat ze nu een doorbraak hebben bereikt in het op schaal produceren ervan in de fab.
Ze fabriceren hun supergeleidende transistoren op een siliciumwafer van 6 inch (150 mm). Hun CMOS-compatibele proces omvat het aanbrengen van een grafeenkanaal op de wafer en het vormen van drie elektroden van een supergeleider op basis van aluminium.
Twee van deze elektroden raken het grafeenkanaal aan om een aluminium- en grafeen-Josephson-junctie te creëren. Door vervolgens de spanning via de derde elektrode (de gate) te regelen, kan de kritische stroom worden gewijzigd of de supergeleiding worden aan- of uitgezet.
Grafeen is normaal gesproken geen supergeleider, maar onder de juiste omstandigheden kunnen de elektroden hun supergeleiding in het grafeen "lekken". De onderzoekers hebben jaren besteed aan het verfijnen van hun proces om deze omstandigheden te bereiken; de geometrie, materialen en engineering van het apparaat moesten precies goed zijn.
Andrey Generalov, CTO en mede-oprichter bij S-Transistors, geeft aan dat hij en zijn collega's dit hebben bereikt. Nu richten ze zich op het assembleren van complexere geïntegreerde schakelingen. "De allereerste volgende stap in de nabije toekomst is het demonstreren van circuits die bestaan uit honderden supergeleidende transistoren," aldus Generalov.
Het plan voor kabelreductie
Omdat supergeleiders bij zeer lage temperaturen werken, kunnen ze taken die normaal op kamertemperatuur plaatsvinden dichter bij de qubits brengen. Vanaf 2027 zal S-Transistors supergeleidende multiplexers en demultiplexers maken en verkopen, ontworpen om signalen naar de qubits te routeren, waardoor een deel van de huidige lompe bekabeling overbodig wordt.
Daarnaast wil S-Transistors nog veel meer kabels wegbezuinigen met een supergeleidend "moederbord" dat meerdere controlefuncties afhandelt. Bohuslavskyi gelooft dat hun supergeleidende transistoren gebruikt kunnen worden voor het maken van versterkers, geheugen en andere circuits, zowel analoog als digitaal.
Er zijn andere manieren om de controlesystemen van een quantumcomputer dichter bij de qubits te brengen, zoals cryo-CMOS: traditionelere elektronica die is ontworpen om te functioneren onder de omstandigheden van een quantumcomputer.
Cryo-CMOS is wellicht het best geschikt voor bepaalde elektronica, maar voor de onderdelen die het dichtst bij de qubits staan, gelooft S-Transistors dat de supergeleidende transistor voordelen biedt. Supergeleidende transistoren zijn directer compatibel met qubits en lekken minder stroom die de qubits kan destabiliseren dan cryo-CMOS.
"Er is potentie voor een nieuw soort cryogene elektronica-platform dat op veel hogere snelheid kan werken terwijl het veel minder vermogen verbruikt dan de huidige cryo-CMOS-technologieën," zegt Bohuslavskyi.
Supergeleidende Transistoren om Problemen in Quantum Computing op te Lossen
Door Rahul Rao | 17 september 2026
De supergeleidende geïntegreerde schakelingen van S-Transistors kunnen de bekabeling binnen de cryostaat van een quantumcomputer brengen.
Een quantumcomputer kan een onhandig apparaat zijn, omdat zelfs de meest elegante cryostaat voor qubit-behuizing meestal een woud van controlekabels vertoont. De meeste qubits werken niet bij temperaturen boven een fractie van een graad boven het absolute nulpunt, maar de conventionele elektronica die de qubits aanstuurt, werkt niet in deze cryogene kou. Hierdoor moeten verbindingskabels informatie uit de cryostaat transporteren. Hoe meer qubits een computer heeft, hoe meer kabels er nodig zijn. Deze overgroei is meer dan alleen een visueel probleem; het is een hindernis voor het opschalen van quantumcomputers, aangezien de draden een pad vormen voor warmte die de gevoelige qubits kan destabiliseren.
Ingenieurs kunnen deze "kabelwoede" verminderen als ze controle-elektronica kunnen krijgen die in de kou werkt, direct naast de ijskoude qubits. S-Transistors, een startup die een maand geleden is opgericht, heeft hiervoor een plan: de benodigde circuits maken van supergeleidende transistoren die kunnen functioneren in de ultra-koude omgeving van de qubit.
Het bedrijf is gevestigd in Espoo en is een spin-off van het VTT Technical Research Centre in Finland. S-Transistors heeft de supergeleidende transistor niet zelf uitgevonden, maar gelooft dat ze een doorbraak hebben geforceerd in het produceren van deze transistoren in een fab (fabricagefaciliteit). Ze zijn van plan om hun eerste circuits in 2027 op de markt te brengen.
"We claimen niet de beste supergeleidende transistoren te maken, maar we kunnen er veel maken op wafer-schaal. We kunnen daadwerkelijk de eersten zijn die ze combineren in nieuwe soorten supergeleidende geïntegreerde schakelingen die voorheen niet bestonden," zegt Heorhii Bohuslavskyi, CEO en mede-oprichter van S-Transistors en voormalig onderzoeker bij VTT.
Een sandwich van grafeen
De kern van de technologie van S-Transistors is de Josephson-junctie. Een Josephson-junctie bestaat uit twee supergeleiders die een nanoschaallaag van een ander materiaal inkapselen. Een kenmerk van een supergeleider is dat elektrische stroom bij een voldoende lage temperatuur zonder weerstand en zonder verlies stroomt. Normaal gesproken doet de vulling van de Josephson-junctie niets om dit te stoppen. Echter, wanneer de stroom toeneemt voorbij een bepaalde limiet — de zogenaamde kritische stroom — zal de Josephson-junctie voor een fractie van een seconde uit de supergeleidende staat springen. Deze flikkering creëert een kleine voltagepuls die gecontroleerd kan worden.
Veel quantumcomputers gebruiken zelf Josephson-juncties als bouwsteen voor supergeleidende qubits.
S-Transistors breidt hun Josephson-junctie uit met een derde terminal, die fungeert als de 'gate' (poort) in een typische veldeffecttransistor. Door een elektrisch veld over deze derde terminal aan te leggen, kan de kritische stroom van de junctie worden beheerst. Dit wordt een Josephson veldeffecttransistor (JoFET) genoemd. Ingenieurs kunnen meerdere JoFET's combineren om supergeleidende circuits en meer te creëren.
De JoFET is niet nieuw — ingenieurs proberen deze al sinds de jaren 80 te maken — maar de onderzoekers achter S-Transistors zeggen dat ze nu een doorbraak hebben bereikt in het op schaal produceren ervan in de fab.
Ze fabriceren hun supergeleidende transistoren op een siliciumwafer van 6 inch (150 mm). Hun CMOS-compatibele proces omvat het aanbrengen van een grafeenkanaal op de wafer en het vormen van drie elektroden van een supergeleider op basis van aluminium.
Twee van deze elektroden raken het grafeenkanaal aan om een aluminium- en grafeen-Josephson-junctie te creëren. Door vervolgens de spanning via de derde elektrode (de gate) te regelen, kan de kritische stroom worden gewijzigd of de supergeleiding worden aan- of uitgezet.
Grafeen is normaal gesproken geen supergeleider, maar onder de juiste omstandigheden kunnen de elektroden hun supergeleiding in het grafeen "lekken". De onderzoekers hebben jaren besteed aan het verfijnen van hun proces om deze omstandigheden te bereiken; de geometrie, materialen en engineering van het apparaat moesten precies goed zijn.
Andrey Generalov, CTO en mede-oprichter bij S-Transistors, geeft aan dat hij en zijn collega's dit hebben bereikt. Nu richten ze zich op het assembleren van complexere geïntegreerde schakelingen. "De allereerste volgende stap in de nabije toekomst is het demonstreren van circuits die bestaan uit honderden supergeleidende transistoren," aldus Generalov.
Het plan voor kabelreductie
Omdat supergeleiders bij zeer lage temperaturen werken, kunnen ze taken die normaal op kamertemperatuur plaatsvinden dichter bij de qubits brengen. Vanaf 2027 zal S-Transistors supergeleidende multiplexers en demultiplexers maken en verkopen, ontworpen om signalen naar de qubits te routeren, waardoor een deel van de huidige lompe bekabeling overbodig wordt.
Daarnaast wil S-Transistors nog veel meer kabels wegbezuinigen met een supergeleidend "moederbord" dat meerdere controlefuncties afhandelt. Bohuslavskyi gelooft dat hun supergeleidende transistoren gebruikt kunnen worden voor het maken van versterkers, geheugen en andere circuits, zowel analoog als digitaal.
Er zijn andere manieren om de controlesystemen van een quantumcomputer dichter bij de qubits te brengen, zoals cryo-CMOS: traditionelere elektronica die is ontworpen om te functioneren onder de omstandigheden van een quantumcomputer.
Cryo-CMOS is wellicht het best geschikt voor bepaalde elektronica, maar voor de onderdelen die het dichtst bij de qubits staan, gelooft S-Transistors dat de supergeleidende transistor voordelen biedt. Supergeleidende transistoren zijn directer compatibel met qubits en lekken minder stroom die de qubits kan destabiliseren dan cryo-CMOS.
"Er is potentie voor een nieuw soort cryogene elektronica-platform dat op veel hogere snelheid kan werken terwijl het veel minder vermogen verbruikt dan de huidige cryo-CMOS-technologieën," zegt Bohuslavskyi.
Groetjes,