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SCALABLE MULTI-CHIP QUANTUM ARCHITECTURES ENABLED BY CRYOGENIC WIRELESS / QUANTUM -COHERENT NETWORK-IN PACKAGE

Projektbeschreibung

DEENESFRITPL

Kryogenik und verteilte Architekturen mit mehreren Kernen als Schritt zur Skalierung der Quanteninformatik

Geräuschintensive Quantencomputer mittlerer Größe sind derzeit die leistungsfähigsten Quantencomputer. Zwar sind sie nicht fehlertolerant, haben sich jedoch als weitaus effizienter erwiesen als die fortschrittlicheren Supercomputer von heute. Für einen vollständig fehlerkorrigierten Quantencomputer wären jedoch Millionen Qubits erforderlich, um Probleme aus der realen Praxis zu lösen. Das vom Europäischen Innovationsrat finanzierte Projekt QUADRATURE wird sich der Herausforderung von einer Million Qubits stellen, indem es Pionierarbeit für eine neue Generation von Architekturen für Quantencomputer leistet. Anstatt Millionen Qubits einzeln zu verdrahten und zu verbinden, wird QUADRATURE skalierbare Architekturen entwickeln, indem es verteilte Quantenkerne miteinander verbindet. Diese Kerne werden über quantenkohärente Qubit-Zustandsübertragungen und drahtlose Verbindungen miteinander verknüpft. Die Netzwerkkomponenten funktionieren bei kryogenen Temperaturen. Die vorgesehene Architektur unterstützt Rekonfigurierbarkeit und erfüllt eine große Anzahl von heterogenen Anforderungen an Quantenalgorithmen.

Ziel

Today’s tremendous interdisciplinary effort towards building a quantum computer promises to tackle problems beyond reach of any classical computer. Although intermediate-scale quantum computers have been recently demonstrated to exceed the capability of the most powerful supercomputers, it is widely recognized that addressing any real-world problem will require upscaling quantum computers to thousands or even millions of qubits. This proposal focuses on the grand challenge of scalability in quantum computers, from a full-stack architectural standpoint, and enabled by communication networks operating within the quantum computing package at cryogenic temperatures. The QUADRATURE project hence aims to pioneer a new generation of scalable quantum computing architectures featuring distributed quantum cores (Qcores) interconnected via quantum-coherent qubit state transfer links and orchestrated via an integrated wireless interconnect. This novel architecture supports reconfigurability to serve massive flows of heterogeneous quantum algorithmic demands. The main objectives are (i) to experimentally prove the first micro-integrated all-RF qubit-state transfer link within a cryogenic tunable superconducting cavity waveguide in the microwave and THz frequency region for quantum-coherent frequency-multiplex and routing (ii) to achieve experimentally the transfer of classical data through wireless in-package links by integrated cryo-antennas and tranceivers (iii) to build protocols for a quantum-coherent integrated network enabling the exchange of qubits through the coordination of the quantum-coherent data plane and the wireless control plane (iv) to develop appropriate scalable architectural methods such as mapping, scheduling, and coordination approaches across multiple Qcores, and (v) to demonstrate the scalability of the approach via multi-scale design space optimization and for a set of quantum algorithm benchmarks, with at least 10x improvement in overall performance.

Wissenschaftliches Gebiet

Programm/Programme

Thema/Themen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

HORIZON-EIC-2022-PATHFINDEROPEN-01

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Finanzierungsplan

EIC - EIC

Koordinator

UNIVERSITAT POLITECNICA DE VALENCIA
Netto-EU-Beitrag
€ 447 375,00
Adresse
Camino de vera sn edificio 3a
46022 Valencia
Spanien

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Region
Este Comunitat Valenciana Valencia/València
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Weitere Finanzmittel
€ 0,00

Beteiligte (7)

Partner (1)

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Letzte Aktualisierung: 7 März 2023

Mein Booklet

Permalink: https://cordis.europa.eu/project/id/101099697/de

European Union, 2023