Descrizione del progetto
Un brillante futuro nelle tecnologie quantistiche per il silicio
Proprio come i cristalli che possiedono imperfezioni per natura, anche il silicio presenta molti difetti puntiformi. Ricerche recenti hanno dimostrato che questi difetti puntiformi fluorescenti potrebbero essere isolati otticamente ed emettere nel vicino infrarosso e nelle bande di telecomunicazione associate a perdite minime nelle fibre ottiche. Il progetto SILEQS, finanziato dall’UE, è volto al controllo di questi difetti otticamente attivi e allo sviluppo di candidati promettenti per l’utilizzo nei computer quantici, coniugando i vantaggi dei qubit elettrici e fotonici. I ricercatori tenteranno di mostrare per la prima volta l’emissione indistinguibile di singoli fotoni dagli specifici difetti del silicio e di verificarne i gradi di libertà di spin. I risultati del progetto permetteranno di progredire nella fotonica quantistica integrata, nelle reti quantistiche su larga scala e nei sistemi quantistici ibridi allo stato solido.
Obiettivo
Leveraging the success of the microelectronics and integrated photonics industries, silicon is one of the most promising platforms for developing large-scale quantum technologies. Quantum chips already available in silicon rely on either long-lived electrical qubits based on individual quantum dots or single donors, or on photonic qubits probabilistically generated by non-linear optical processes. Another type of quantum system could combine the advantages of both former qubits by featuring at the same time a stationary qubit with long coherence times and an optical interface adapted to long-distance exchange of quantum information. However, such a qubit that would be associated to optically-active spin defects is still to be demonstrated in silicon. This is the challenging objective of the current project.
The starting point of the SILEQS project is the recent discovery that silicon hosts many fluorescent point defects that can be optically isolated at single scale, and furthermore emit at the near-infrared range and telecom bands associated with minimal losses in optical fibers. This project aims to demonstrate for the first time in silicon (1) the indistinguishable single-photon emission from individual defects and (2) the control over their spin degrees of freedom to create multi-spin quantum registers coupled to single photons. Such achievements would open the door to developing silicon-integrated deterministic sources of photonic qubits and spin qubits interfaced with light for long-distance quantum communications in a platform adapted to large-scale nanofabrication and integration. Considering the advanced nanotechnology based on silicon, the SILEQS project could have significant impact in quantum technologies, including quantum integrated photonics, large-scale quantum networks and solid-state hybrid quantum systems.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2021-STG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
75794 Paris
Francia