Projektbeschreibung
Mehrschichtige Systeme erschließen neue Möglichkeiten der Quanteninformationsverarbeitung
Bei Quantenprozessoren ist bereits ansatzweise zu beobachten, dass sie bei bestimmten Aufgaben die Leistung klassischer Maschinen übertreffen. Jedoch passen die zugrunde liegenden Quanteninformationsträger und viele auftretende Probleme nicht in das binäre Paradigma, das die Basis der klassischen Informationsverarbeitung und der Quantencomputer von heute bildet. Das EU-finanzierte Projekt QUDITS wird Qudits nutzen, die jeweils mehr als zwei Zahlen verschlüsseln können. Anstatt den reichhaltigen Hilbertraum eingefangener Ionen auf nur zwei Ebenen zu beschränken, werden im Rahmen der vorgeschlagenen Forschung mehrschichtige Strukturen verwendet, die sich letztlich als besser geeignet für die Lösung komplexer Probleme als die Qubit-Systeme erweisen können. Die Projektforschung könnte die Potenziale der Entwicklung von Quantenprozessoren voranbringen und schon kurzfristig Quantenbauelemente im mittleren Maßstab in ein über die klassischen Fähigkeiten hinausgehendes Regime bringen.
Ziel
Quantum processors have taken the binary paradigm of classical computing to the quantum realm and are starting to outperform the best classical devices. Yet, neither the underlying quantum information carriers, nor many of the targeted problems naturally fit into this two-level paradigm. In this project, I aim to break this paradigm. Instead of restricting the rich Hilbert space of trapped ions to only two levels, the proposed research will make full use of the multi-level (qudit) structure as a resource for quantum information processing. This will unlock unused potential within quantum processors and bring near-term intermediate-scale quantum devices into a regime well beyond classical capabilities. Furthermore, the availability of high-performing qudit quantum hardware will stimulate a rethinking of the way we approach quantum information processing. This ambitious goal will be achieved by designing and implementing a trapped-ion quantum processor, tailored for qudits. Building on the full toolbox of atomic physics, this device will benefit from ongoing developments for binary systems, while featuring significantly extended capabilities, including novel ways of interacting qudits for resource-efficient processing. Using this hardware, we aim to achieve two objectives: First, we will develop tools for and demonstrate native qudit quantum information processing from simulation to computation. Second, we will show that the platform outperforms not only qubit systems but also the best classical devices through the demonstration of a quantum advantage.
I am convinced that this project will stimulate a number of research directions beyond its immediate goals, from application-tailored quantum computing, to advanced quantum communication and quantum metrology. My strong background in several quantum technology platforms, as well as my track record in (multi-level) quantum information processing puts me in a unique position to realize the ambitious goals of this project.
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: Das European Science Vocabulary.
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2021-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
6020 Innsbruck
Österreich
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.