Opis projektu
Innowacyjne narzędzie umożliwiające symulację kwantową w prawdziwej skali atomowej
Symulacja kwantowa stanowi obiecującą metodą badania złożonych systemów. Problemem jest jednak czas koherencji stanu kwantowego, ograniczony przez jego żywotność. Podczas gdy spiny elektronów są podatne na dekoherencję, spiny jądrowe wykazują się lepszą izolacją i dłuższymi czasami koherencji. W tym kontekście finansowany przez ERBN projekt HYPSTER zakłada opracowanie symulatora kwantowego wykorzystującego atomy magnetyczne. Wykorzystując skaningowy mikroskop tunelowy, zespół będzie manipulował atomami i projektował struktury atomowe w celu integracji spinów elektrów i spinów jądrowych. Monitorowanie w czasie rzeczywistym kolektywnej ewolucji kwantowej tych struktur będzie możliwe dzięki oddziaływaniu nadsubtelnemu. Projekt zakłada przygotowanie zestawu narzędzi mających zastosowanie w dziedzinie układów spinowych na powierzchni, ułatwiając symulację kwantową w prawdziwej skali atomowej.
Cel
Quantum simulation is a promising strategy for understanding the behaviour of quantum systems that are too complex to be calculated directly. HYPSTER will make crucial steps towards creating a quantum simulator from individual magnetic atoms, addressed by means of a scanning tunnelling microscope. I will engineer atomic structures combining electron and nuclear spins coupled to each other via hyperfine interaction and read out their collective quantum coherent evolution in real time.
The lifetime of any quantum state is limited by its coherence time. While electron spins on a surface suffer from continuous decoherence due to electrons from the substrate, nuclear spins are much better isolated, holding potential for orders of magnitude longer coherence times. By providing controlled access to the real-time dynamics of the nuclear spin, HYPSTER aims to unlock this invaluable potential.
First, expanding upon a unique measurement procedure developed in my group, I will trace the combined time evolution of a nuclear spin coupled to an electron spin, allowing quantum information to be exchanged between the two. Next, I will explore methods to controllably couple and decouple the nuclear and electron spins by rapidly adjusting the local Hamiltonian. This will allow the nuclear spin to evolve by itself, not hindered by external decoherence sources. Finally, I will employ dual-frequency electron spin resonance to enable remote detection of spin dynamics, constructing a pathway towards connecting multiple nuclear spins over a distance.
The objectives of HYPSTER will provide a toolset that can be readily adopted throughout the blooming field of on-surface spin systems and set the stage for true atomic-scale quantum simulation.
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.
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
2628 CN Delft
Niderlandy