Projektbeschreibung
Quanteninformatik erhält Schub durch vereinfachte Quantenfehlerkorrektur
Die Quantenkohärenz bzw. die Überlagerung von quantenmechanischen Zuständen, die gewöhnlich nur einen Sekundenbruchteil anhält, ermöglicht die Bildung zweier Quantenwellen, die sich gegenseitig kohärent beeinträchtigen. Sie bildet die Grundlage der Quanteninformatik, weshalb Forschende ein Verfahren zur Quantenfehlerkorrektur entwickelt haben, das Quanteninformationen vor Fehlern durch Dekohärenz schützen soll. Derzeitige Lösungen verbrauchen große Ressourcenmengen und blockieren die Ausweitung von Anwendungen der nächsten Generation sowie einen umfassenden Gebrauch. Das EU-finanzierte Projekt SuperProtected wird eine Lösung entwickeln, welche die Kohärenzzeit um das Hundertfache erhöhen und die Hardwareanforderungen gleichzeitig deutlich vereinfachen wird.
Ziel
The quantum computer dream is driven by promises of unprecedented capabilities but is also facing a stark reality: quantum coherence is as powerful as it is difficult to protect. Quantum Error Correction (QEC) aims to extend coherence using redundancies but leads to solutions that are extremely resource-intensive: at present, protecting one bit of information requires at least ten thousand physical qubits. The main objective of this proposal is to engineer a new type of superconducting qubit, which will be intrinsically protected against de-coherence. Instead of matching the qubit states to the number of Cooper pairs or flux quanta of a given circuit, as is usually done, SuperProtected will exploit a completely new encoding scheme: quantum information will be stored as the parity of the number of Cooper pairs. This will be achieved by building a circuit component where charge transport occurs as pairs of Cooper pairs (4e-tunneling) while the standard single pair transport (2e-tunneling), or Josephson current, is reduced to zero. This new paradigm implies inductances with unprecedented value (10μH), also known as superinductances. The novel approach builds on two technological steps: a new high-kinetic inductance superconductor (InOx) and suspended silicon membranes. Improvement of the coherence time over current state-of-the-art is expected to be two orders of magnitude. The proposed qubits offer another major advantage: protected gates can be implemented using a simple modification of the architecture. The resulting protected qubit will extend the frontiers of the current knowledge in QEC and bring down the hardware requirements for a logical qubit by several orders of magnitude. Such a result would considerably change the quantum computing landscape.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
75794 Paris
Frankreich