Projektbeschreibung
Die Spin-Kohärenz für Quantenanwendungen verbessern
Die Quantennatur physikalischer Systeme hängt vom Verständnis ihrer atomaren Umgebung ab, um Rauschen zu minimieren. Spins auf Oberflächen, die mithilfe der Rastertunnelmikroskopie und der Elektronenspinresonanz untersucht werden, liefern wertvolle Erkenntnisse über einzelne Atome. Ihre kohärenten Eigenschaften, vor allem die Phasenkohärenzzeit, sind jedoch schwächer als die von Stickstoff-Valenz-Zentren in Diamant oder supraleitenden Qubits. Ziel des ERC-finanzierten Projekts ATOMQUANT ist es, die Kohärenz von Spins auf Oberflächen für die Quanteninformatik und magnetische Sensorik zu verbessern. Im Rahmen des Projekts wird die Einzelspin-Resonanz in einem Millikelvin-Rasterkraftmikroskopie-Aufbau implementiert und die Herausforderungen durch entfernte Substratkernspins angegangen. Durch die Nutzung von 25Mg-Kernspins aus Magnesiumoxid-Substraten soll der Spin-Nachweis optimiert und die Integrationsprobleme gelöst werden.
Ziel
The quantum nature of a physical system often emerges from its fundamental building blocks and demands a profound understanding to harvest its advantages for quantum devices. Their design requires knowledge about the atomic-scale environment of a quantum object to protect it from noise and energy exchange. For that purpose, spins on surfaces studied and controlled by a combination of scanning tunnelling microscopy (STM) and electron spin resonance (ESR) has emerged as an atomic workbench that permits to resolve quantum systems such as single atoms and molecules. However, up to now the coherent properties, in particular the phase coherence time, remain much worse than in other quantum architectures such as nitrogen-vacancy centres in diamond or superconducting qubits.
In ATOMQUANT, I aim to improve the coherent properties of spins on surfaces by several orders of magnitude. The main goal is to create a new atomic-force microscopy (AFM)-based architecture for quantum information processing and magnetic sensing operating on the atomic scale. I aim to achieve this goal i) by improvements in instrumentation: Here, I will set up single spin resonance in a milliKelvin-AFM setup, based on the technique of magnetic exchange force microscopy. ii) by addressing remote substrate nuclear spins and by utilizing them as a highly coherent quantum resource. This will here be realized by 25Mg nuclear spins that are found in the commonly used magnesium oxide substrate iii) by overcoming major challenges for the detection of spins on surfaces such as requirements for low temperatures and hurdles for device integration.
The results of ATOMQUANT will have the potential to bring quantum research to the atomic limit, allowing for exploration of potential qubit systems with outstanding quantum properties in-situ and atom-by-atom. My previous extensive experience in the field of ESR-STM provides the best possible conditions to conduct this innovative high potential research endeavour.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
76131 Karlsruhe
Deutschland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.