CORDIS - Forschungsergebnisse der EU
CORDIS

Millimetre-Wave Superconducting Quantum Circuits

Projektbeschreibung

Supraleitende Qubits mit höheren Frequenzen für kleinere Quantencomputer

Qubits bilden die elementaren Recheneinheiten für den Betrieb eines Quantencomputers. Die Forschenden des EU-finanzierten Projekts Milli-Q haben die Entwicklung einer neuer Generation stabilerer und energieeffizienterer supraleitender Qubits zum Ziel. Um das Potenzial der Qubits vollständig auszuschöpfen, soll ihre Betriebsfrequenz von gegenwärtig durchschnittlich 10 GHz auf 100 GHz erhöht werden. Um mit höheren Frequenzen arbeiten zu können, muss jedoch die Größe der Quantenschaltungskomponenten verringert werden. Zudem sollten die neuen Quantenprozessoren bei deutlich höheren Temperaturen als bisher arbeiten können, wodurch die mit der Kühlung verbundenen hohen Infrastruktur- und Energiekosten gesenkt werden.

Ziel

I propose an experimental program to investigate quantum-coherent properties of superconducting circuits at frequencies one order of magnitude larger than those demonstrated until now. My idea is to develop a new generation of superconducting qubits with significantly increased energy level separation between their ground and the first excited states. Pushing the operation frequency of superconducting qubits up offers a number of potential technological advantages. Due to the increased level separation, such novel millimetre-wave quantum processors could be operated at much higher temperatures than their present counterparts. Even at millikelvin temperatures, the higher qubit resonance frequency will offer better protection from non-thermal noise. Furthermore, qubit logic gates can be performed faster at higher frequencies. Quantum circuit components can be reduced in size due to smaller wavelength at higher frequencies, thus allowing for a smaller footprint, denser packaging and better integration. These numerous potential advantages face nevertheless a number of challenges and pose open questions that will be addressed and are aimed to be answered in the proposed project. The goal is to develop prototype qubits for the 100 GHz frequency range and to demonstrate their manipulation and quantum state tomography. This challenging project will unearth fundamental knowledge about decoherence in this yet unexplored frequency range. We will study dielectric loss and other decoherence sources as functions of frequency and temperature. Once successful, this approach will open a new way of building a superconducting quantum computer.

Programm/Programme

Gastgebende Einrichtung

KARLSRUHER INSTITUT FUER TECHNOLOGIE
Netto-EU-Beitrag
€ 2 736 708,75
Adresse
KAISERSTRASSE 12
76131 Karlsruhe
Deutschland

Auf der Karte ansehen

Region
Baden-Württemberg Karlsruhe Karlsruhe, Stadtkreis
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 2 736 708,75

Begünstigte (1)