Opis projektu
Molekularne podejście do technologii kwantowych
Defekty spinowe w ciałach stałych stanowią obiecujące kubity dla kwantowego przetwarzania informacji i sieci kwantowych. Jednak brak jednorodności układu elementarnego w materiale i dekoherencja kubitów utrudniają wytworzenie sieci kwantowej na rzeczywistą skalę. Zespół finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projektu MSpin zajmie się tymi wyzwaniami, wykorzystując potencjał cząsteczek. Badacze z projektu opracują metody kontrolowania poszczególnych spinów jądrowych umieszczonych w pojedynczej cząsteczce i zademonstrują rejestry kwantowe oparte na cząsteczkach. Dzięki zastosowaniu metod z dziedziny chemii organicznej takie rejestry molekularne można będzie produkować na dużą skalę. Ostatecznym celem jest zademonstrowanie — po raz pierwszy — wydajnego molekularnego węzła sieci kwantowej.
Cel
Defect spins in solids provide a promising platform to realize a range of quantum technologies. Recent advances demonstrated their basic functionalities as quantum network nodes. Yet, the realization of a real-scale quantum network requires solving outstanding challenges posed by the inhomogeneity of elementary systems and decoherence from environmental couplings.
MSpin aims to tackle these challenges employing a bottom-up route. A single molecule sets a compact, nanoscopic stage to house an array of nuclear spins in atomically defined configurations. Accessing and controlling these spins will uncover the tremendous potential of molecules for quantum technology. Moreover, the toolbox of organic chemistry allows producing identical molecules at large scales and fine-tuning their intrinsic and extrinsic environments.
With MSpin, I will push the frontiers of single-molecule spectroscopy, single-spin control, and cavity quantum electrodynamics to fully exploit the potential of molecules for quantum technology. The overarching goals are: i) Detect and control single nuclear spins in a molecule and demonstrate for the first time a molecular quantum register; ii) Achieve robust nuclear quantum memory hosted in a molecule through deterministic switching of hyperfine coupling, and by harnessing the decoherence-free subspace provided by nuclear spin pairs; iii) Realize an efficient molecule-photon interface through strong-coupling to a Fabry-Prot microcavity and demonstrate the first molecule-photon entanglement.
The success of MSpin will open an exciting new field on controlling and exploiting spin-photon, spin-spin interactions at the sub-molecular scale. The experimental mastery of these interactions developed through this proposal, will not only shine new lights on spins in molecular physics and chemistry, but also foster an intriguing range of applications in quantum communication, computation, and sensors with unprecedented, sub-molecular resolution.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- inżynieria i technologiainżynieria elektryczna, inżynieria elektroniczna, inżynieria informatycznainżynieria elektronicznaczujniki
- nauki przyrodniczenauki fizyczneoptykaspektroskopia
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
53113 Bonn
Niemcy