Ziel
This proposal addresses one of the key challenges of modern physics: understanding the interface between quantum mechanics and general relativity. Recently, an experimental test was proposed that can directly witness the need to unify the two theories: observing quantum entanglement between objects that only interact through the gravitational field. A successful test would prove the existence of superpositions of space-time and have far-reaching implications on how we understand our world.
So far, no experimental platform exists that can meet the challenging central requirement for this test: A picogram-scale mass in a micrometre-scale spatial superposition with a second-scale coherence time. Here I propose to build such a platform.
The objectives of the research are to trap and levitate a picogram mass, cool its centre-of-mass motion to the quantum ground state, couple its motion to a controllable qubit system and, finally, produce and measure a spatial superposition of the mass.
Considering all requirements, I identify the unique combination of techniques necessary to achieve this:
- diamagnetic levitation at cryogenic temperatures using on-chip superconducting coils;
- on-chip superconducting quantum interference device (SQUID)-resonator based sideband cooling;
- coupling to solid-state spin qubits.
Combining recent microfabrication techniques for chip-based confinement of micro-particles, high-Q resonant circuits and microscopic diamond membranes with spins, it is now possible to realize this system in the lab. My extensive experience with spins and nanomechanical systems as well as microfabrication and low-noise cryogenic measurements, and Leiden University?s infrastructure for vibration-isolated cryogenics supports CLOSEtoQG?s objectives.
The research would represent a major step towards a spin-based entanglement witness of quantum gravity. Moreover, each sub-objective can benefit applications in force sensing and magnetic resonance force microscopy.
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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- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Kavitäts-Optomechanik
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Mikroskopie
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Hardware Quantencomputer
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Elektromagnetismus und Elektronik Supraleiter
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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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.
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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.
2311 EZ Leiden
Niederlande
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