Description du projet
Un nouveau qubit prometteur pour des opérations quantiques de haute fidélité
Des expériences récentes ont démontré la suprématie quantique: une étape importante attendue depuis longtemps dans l’informatique quantique car elle prouve que les ordinateurs quantiques peuvent surpasser leurs homologues classiques. Le principal défi qui reste à relever est de mettre en œuvre les opérations avec suffisamment de précision pour obtenir des résultats fiables. Le projet ConceptQ, financé par l’UE, vise à mettre au point un nouveau type de qubit supraconducteur qui permettra d’effectuer des opérations quantiques avec plus de précision. Le nouveau qubit aura une structure étonnamment simple, composée uniquement de matériaux standard et d’une seule jonction Josephson. De plus, il sera conçu pour avoir une sensibilité réduite au bruit et pour s’écarter fortement du comportement des oscillateurs harmoniques. Les chercheurs développeront également des composants électroniques pouvant fonctionner à des températures proches du zéro absolu: de l’ordre du millikelvin.
Objectif
Quantum technology is an exciting field where new scientific discoveries have great potential to be used in practical applications such as in quantum computing. Although quantum supremacy has been recently demonstrated in fully superconducting qubits, there is a major challenge in promoting these many-qubit processors feasible for technological applications and advanced science experiments: fidelity of all qubit operations well above 99.9% in a power-efficient control and readout architecture is required.
This project ConceptQ aims to demonstrate a new superconducting-qubit concept that has a surprisingly simple structure consisting only of standard materials and a single Josephson junction while providing insensitivity to charge and flux noise, and most importantly large anharmonicity. We combine these properties with a new multimode enhancement idea to demonstrate record-breaking fidelities in quantum-logic gates, in initialization, and in readout. Importantly, we introduce cryogenic active components to implement all these three basic operations at millikelvin temperatures thus paving the way for a power-efficient integrated quantum-classical control system. Finally, we use the best new methods and designs for multi-qubit processors and demonstrate a new quantum algorithm at high fidelity.
With these breakthroughs, we aim to supersede the transmon as the standard high-fidelity superconducting qubit, thus boosting quantum-technology research and methodology not only in computing but also in sensing and simulation. This potentially opens horizons for novel scientific discoveries in classical cryoelectronics, quantum calorimetry, open quantum systems, and quantum thermodynamics. ConceptQ is a science project, but thanks to on-going collaborations with the quantum industry, it holds great potential for advancement of global wellbeing, e.g. through envisioned long-term applications in cyber security, quantum chemistry, and artificial intelligence.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
- ingénierie et technologiegénie électrique, génie électronique, génie de l’informationingénierie électroniquematériel informatiquecalculateur quantique
- sciences naturellesinformatique et science de l'informationsécurité informatique
- sciences naturellessciences physiquesélectromagnétisme et électroniquesuperconducteur
Mots‑clés
- circuit quantum electrodynamics
- cQED
- superconducting circuit
- superconducting qubit
- superconducting electronics
- cryogenic microwave source
- superconducting-qubit readout
- superconducting-qubit initialization
- superconducting resonator
- transmon qubit
- fluxonium qubit
- Josephson junction
- superconducting quantum computer
- bolometer
- ultrasensitive microwave bolometer
- open quantum system
- engineered quantum environment
- millikelvin electronics
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2021-ADG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
02150 Espoo
Finlande