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Coherent control of spin chains in graphene nanostructures

Description du projet

Exploration des phénomènes corrélés dans les architectures de graphène avancées

Les spins nucléaires et électroniques sont des éléments essentiels qui sont sur le point de transformer la technologie et la science lors de la deuxième révolution quantique. Le projet CONSPIRA, financé par le CER, vise à tirer parti de ces spins en les intégrant dans des plateformes évolutives utilisant des architectures en graphène. En utilisant des méthodes innovantes telles que la microscopie à effet tunnel et l’électrodynamique quantique en cavité, les chercheurs tenteront de manipuler et d’étudier les états quantiques. L’objectif est de repousser les limites de l’informatique quantique et d’élargir la compréhension des phénomènes corrélés dans la physique de la matière condensée.

Objectif

Elementary nuclear and electronic spins are called to be key components in the second quantum revolution. Their atomic-scale integration into scalable platforms with tunable interactions is a demand that I will address in CONSPIRA by synthetizing graphene architectures with interacting spin chains, using customized on-surface reactions of organic precursors, and by controlling their quantum state through microwave spectroscopies.

I envision the formation of collective magnetic states through the assembly of interacting electronic and nuclear spins in periodic arrays with atomically precise spacings. Through rational design and synthesis strategies, we will tune spin interactions via the graphene host and hyperfine coupling, with the goal of bringing the quantum state of the arrays into different regimes of energy, coherence, and topology.

To access the broad energy range of such multiscale interacting system and to probe its quantum dynamics, we will combine two antagonist experimental techniques like Scanning Tunnelling Microscopy (STM) and Cavity Quantum Electrodynamics (QED). This will be realized by incorporating superconducting coplanar waveguide resonators (CWRs) as substrate of a low temperature STM.

We will use QED techniques to couple the resonant states of spin chains with microwave photons of the resonator, while the STM tip acts as a local gate. The MHz and picometer resolution of this new type of spectrometer will enable us to study the quantum coherence of the spin arrays and undertake the coherent control of distant nuclear states entangled through the electronic spin system, a potential system for QED-based quantum computation.

CONSPIRA will provide a new platform for quantum spins, and methods to address and manipulate their coherent state. The combination of QED and STM represents a ground-breaking experimental development, which is called to boost studies of general correlated phenomena in condensed matter physics.

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. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.

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Mots‑clés

Les mots-clés du projet tels qu’indiqués par le coordinateur du projet. À ne pas confondre avec la taxonomie EuroSciVoc (champ scientifique).

Programme(s)

Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.

Thème(s)

Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.

Régime de financement

Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-ADG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

ASOCIACION CENTRO DE INVESTIGACION COOPERATIVA EN NANOCIENCIAS CIC NANOGUNE
Contribution nette de l'UE

La contribution financière nette de l’UE est la somme d’argent que le participant reçoit, déduite de la contribution de l’UE versée à son tiers lié. Elle prend en compte la répartition de la contribution financière de l’UE entre les bénéficiaires directs du projet et d’autres types de participants, tels que les participants tiers.

€ 2 988 750,00
Coût total

Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.

€ 2 988 750,00

Bénéficiaires (1)

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