Descripción del proyecto
Detección cuántica gracias a la superconductividad
La superconductividad es un fenómeno cuántico macroscópico: los portadores de carga eléctrica de un superconductor se emparejan, formando un único estado cuántico como si fueran un gran átomo. Mediante pequeños contactos entre superconductores, los investigadores pueden diseñar diversos circuitos cuánticos para tecnologías cuánticas y ejecutar algoritmos en ellos. Estos circuitos superconductores pueden interactuar fuertemente entre sí manteniendo una gran coherencia. Esta característica, así como su la capacidad de funcionar a frecuencias de microondas muy por debajo de la energía de separación de la mayoría de los materiales, hacen que los circuitos superconductores sean adecuados para su uso como sensores cuánticos. El equipo del proyecto cQEDscope, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, utilizará circuitos superconductores para entender mejor la superconductividad. Para su estudio, los investigadores utilizarán la inductancia cinética y variantes de la espectroscopia Raman.Además, crearán el primer sistema Higgs-polaritones.
Objetivo
Superconductivity is a remarkable phase of matter which has advanced a wide variety of fields, including particle accelerators, biomedical imaging tools, and quantum computers. However, there are fundamental open questions about the nature of the superconducting state in many materials, with new ones being discovered every year. Understanding their structure can help unravel the dynamics of interacting many-body quantum systems, and lead to a next generation of technological innovations.
Superconducting circuits are macroscopic tunable quantum devices which can interact strongly while maintaining high coherence, making them a leading quantum computing platform. These advantages also make them excellent quantum sensors, and as they are entirely superconductor-based and operate at microwave frequencies well below the gap energy of most materials, superconducting circuits are ideally suited for the exploration of novel superconductors.
cQEDscope will utilize superconducting circuits to expand our understanding of superconductivity in three ways: 1) using strong coupling to kinetic inductance, we will probe the structure of the superconducting order parameter in micron-sized samples (such as flakes of layered materials), orders of magnitude below current techniques; 2) using nonlinearity, we will implement a microwave analogue of Raman spectroscopy, allowing us to probe a wide frequency range and observe collective modes within the superconducting phase; 3) using quantum coherence, our circuit will interact with the Higgs collective mode to create the first Higgs-polariton, a novel quantum system by itself and a new path to study the superconducting structure. In addition to our contribution to the understanding of novel superconductors, cQEDscope will also develop a new quantum sensing tool for material exploration, and a promising new class of hybrid superconducting circuits with potential quantum technology applications.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. La clasificación de este proyecto ha sido validada por su equipo.
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- ciencias naturalesciencias físicaselectromagnetismo y electrónicaelectromagnetismo
- ciencias naturalesciencias físicasfísica cuántica
- ciencias naturalesciencias físicasfísica de la materia condensadafísica mesoscópica
- ingeniería y tecnologíaingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la informacióningeniería electrónicasensores
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
80539 Munchen
Alemania