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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Quantum Applications with Rydberg Atom Arrays

Descripción del proyecto

Aprovechamiento de los sistemas atómicos altamente excitados para las tecnologías cuánticas

Las matrices de átomos Rydberg son una plataforma avanzada para construir y estudiar sistemas cuánticos desde cero. Estos sistemas utilizan átomos fríos atrapados dispuestos en patrones reconfigurables. Al excitar estos átomos hasta estados de Rydberg (en los que sus electrones se encuentran en órbitas muy excitadas), presentan interacciones fuertes y coherentes. Esto permite a los investigadores simular complejos modelos cuánticos de espín imposibles de calcular con ordenadores clásicos. El equipo del proyecto QARA, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, aprovechará las propiedades de los átomos de Rydberg para las tecnologías cuánticas de próxima generación. Explorará un fenómeno intrigante en las matrices Rydberg conocido como cicatrices cuánticas de muchos cuerpos para crear estados entrelazados para la computación cuántica, la corrección de errores y la metrología. También se desarrollarán métodos nuevos de procesamiento cuántico de la información para medir el entrelazamiento y avanzar en nuestra comprensión de los sistemas cuánticos de muchos cuerpos.

Objetivo

Rydberg atoms arrays have emerged as a promising platform for assembling quantum matter in a bottom-up approach. This platform combines deterministically prepared, reconfigurable arrays of individually trapped cold atoms with strong, coherent interactions enabled by excitation to atomic Rydberg states and in situ state readout. It enables a scalable realization of quantum spin models with system sizes beyond what can be simulated on classical computers. The main goal of this project is to harness many-body properties of Rydberg atoms for applications in next-generation quantum technology. The first goal is to explore the possibility to harness a novel, robust dynamical quantum many-body phenomenon as a tool to generate useful entangled states in systems with limited control. Specifically, we will study the entanglement properties of quantum many-body scars, a natural phenomenon first discovered in Rydberg atoms arrays, regarding their utility for measurement-based quantum computation, quantum error correction and quantum metrology. Our second goal is to study and develop novel approaches for implementing information processing protocols with Rydberg atom arrays, based on an intimate connection to maximum independent set problems. This includes the exploration of analog quantum annealing algorithms, the development of noise-resilient gate sets for circuit-based approaches, and preparation and manipulation of topologically protected qubits. The third objective is to develop novel tools to characterize quantum many-body states of Rydberg atom arrays and access fundamental properties, such as entanglement measures.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2021-STG

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Institución de acogida

OESTERREICHISCHE AKADEMIE DER WISSENSCHAFTEN
Aportación neta de la UEn
€ 701 775,00
Coste total
€ 701 775,00

Beneficiarios (2)