Projektbeschreibung
Die Umsetzung des weltweit ersten mechanischen Qubits durch Kohlenstoffnanoröhren
Quantencomputer beruhen auf Quantenbits bzw. Qubits, die dank Überlagerung zahlreiche Kombinationen aus Nullen und Einsen auf einmal darstellen können. Sie wurden bislang unter Verwendung der Quantenzustände von Teilchen wie Elektronen in Materialien wie Supraleitern, Halbleitern und eingefangenen Ionen umgesetzt. Nun plant das EU-finanzierte Projekt CNTQUBIT, das weltweit erste nanomechanische Qubit abzuliefern. Das Qubit wird durch einen schwebenden mechanischen Resonator aus Kohlenstoffnanoröhren in Kombination mit einem doppelten Quantenpunkt umgesetzt werden, um eine starke Kopplung an einen „hochwertigen“ Vibrationsmodus zu ermöglichen. Das Ansprechen und Auslesen des Qubits wird anhand der zustandsabhängigen Frequenzänderung eines supraleitfähigen Mikrowellenhohlraums umgesetzt, der in den Qubit integriert sein wird.
Ziel
This proposal outlines our vision for generating the first mechanical quantum bit (qubit) ever produced. The qubit will be realized with a carbon nanotube (CNT) in two steps. First, a carbon nanotube mechanical resonator is prepared in its quantum ground state and strongly coupled to an embedded electronic two-level system (eTLS). The eTLS is realized by carefully tuning the energy states of two spatially distinct charge quantum dots until they hybridize. This double quantum dot is hosted along the suspended carbon nanotube and localized such that it couples strongly to a high mechanical quality factor vibrational mode.
Secondly, the strong coupling between the emergent eTLS and the CNT mechanical mode enables a tunable and strong anharmonicity in the mechanical restoring potential. This anharmonicity makes it possible to use the system as a qubit, which will be realized by integrating the nano-electromechanical (NEMS) device with a superconducting microwave cavity. This allows for the mechanical qubit to be coherently addressed and sensitively read-out using the state-dependent frequency shift imparted by the qubit on the superconducting cavity.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2020
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