Opis projektu
Półprzewodniki o grubości pojedynczych atomów umożliwiają tworzenie lotnych kubitów
Komputery kwantowe opierają się na kubitach, które w przeciwieństwie do tradycyjnych bitów przyjmujących stany 0 lub 1 mogą znajdować się w więcej niż jednym stanie w tym samym czasie. Kubity mogą być budowane z uwięzionych jonów, elektronów, a nawet fotonów. Realizacja założeń komunikacji na duże odległości wymaga interakcji statycznych kubitów z tak zwanymi lotnymi kubitami w sposób, który nie doprowadzi do zniszczenia przenoszonej przez nie informacji kwantowej. Do tej pory nie udało się jednak stworzyć wysokowydajnych interfejsów. Dzięki wsparciu z działania „Maria Skłodowska-Curie” zespół projektu QUIPATS pracuje nad zestawem narzędzi do projektowania kwantowych interfejsów optycznych opartych na półprzewodnikach o grubości pojedynczych atomów, w szczególności dichalkogenkach metali przejściowych. Takie podejście powinno pozwolić na przyspieszenie postępów w dziedzinie komputerów oraz symulacji kwantowych.
Cel
Quantum technologies promise to revolutionise modern communication and information processing. A key bottleneck in building large-scale quantum computers and networks is the current lack of high-efficiency interfaces between stationary and travelling qubits (photons). Atomically thin semiconductors such as monolayers of transition metal dichalcogenides (TMDs) have the potential of greatly simplifying the design of such interfaces and enabling novel devices that are unavailable with state-of-the-art techniques. In this project, I propose the development of a toolkit for emerging quantum optical interfaces based on TMDs. The toolkit includes a software package to model the photonic properties of devices involving two-dimensional materials. In addition, I will refine the theoretical description of the quantum many-body states of optical excitations in doped TMDs, which is essential to accurately predict the performance of quantum optical interfaces. I will demonstrate the power of these tools by proposing experimentally realizable devices with applications in quantum communication and quantum simulation. Moreover, the proposal encompasses several activities aimed to refine my communication and leadership skills. In particular, I will establish an outreach programme with a local high school to raise awareness of the transformative potential of quantum technologies and to generate excitement about scientific research. Considered in its entirety, the proposed activities will enable me to become a fully independent researcher and scientific leader while contributing meaningfully to a highly active area of research.
Dziedzina nauki
- engineering and technologynanotechnologynano-materialstwo-dimensional nanostructures
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssemiconductivity
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
80539 Munchen
Niemcy