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Control exchange-coupling Interactions in poRphyrin-based Quantum logIc gaTes

Descrizione del progetto

Potenzialità per sistemi di calcolo quantistico più flessibili e potenti grazie ai qubit molecolari

Il calcolo quantistico, in prima linea nella seconda rivoluzione quantica, sta attirando ingenti investimenti da parte di aziende tecnologiche di spicco a livello globale. Mentre la tecnologia attuale ricorre principalmente all’impiego di qubit allo stato solido, i sistemi molecolari sono oggetto di crescente attenzione in quanto offrono un vasto potenziale, liberato dalla chimica sintetica. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto CIRQuIT si prefigge di andare al di là delle unità logiche quantistiche molecolari introducendo macchine molecolari per l’elaborazione dell’informazione quantistica. Il team di ricerca, che combinerà la chimica organica e di coordinazione con la luce e il magnetismo, ancorerà due qubit molecolari a un’unità centrale fotocromatica che controlla le interazioni magnetiche. Manipolando la luce e le proprietà magnetiche, questi qubit sono in grado di funzionare in modo indipendente, oppure di formare complesse porte logiche quantistiche su richiesta, imitando il flusso di lavoro dei circuiti quantistici.

Obiettivo

"The role of quantum computing in simulating quantum and complex systems (e.g. molecular and biological systems) is central to the ""second quantum revolution"", generating enormous investments of industrial companies (e.g. IBM, Google, etc.) and EU members. Current technologies are mainly based on solid-state fundamental units, i.e. the qubits, whose working principles rely on superconductivity or electron/nuclear spin physics. Beyond them, molecular systems based on magnetic compounds are attracting specific interest in the community. By exploiting the versatility of molecular systems and the infinite possibilities enabled by synthetic chemistry, it is possible to engineer the systems' physical and chemical properties. For instance, several qubits can be interconnected within a single structure through organic and coordination chemistry approaches, thus improving more complex structures for implementing advanced quantum logical operations (i.e. quantum logic gates). The CIRQUiT project aims to go beyond the current state-of-the-art molecular quantum logical units by introducing molecular machines for quantum information processing. The three main ingredients of this project are: i) organic and coordination chemistry, ii) light, and iii) magnetism. Two molecular qubits will be anchored to a central diamagnetic photochromic unit acting as a switch of magnetic interactions. The differences in magnetic anisotropy properties of the two qubits will keep them distinguishable and manipulable through microwave pulses. By exploiting cyclization and cycloversion reactions of the photochromic core (enabled by continuous or pulsed irradiation with UV and Vis light sources, respectively), it will be possible to switch exchange coupling interactions between side units. In this way, the two qubits can act as individual units when uncoupled and as quantum logic gates ""on demand"", mimicking the workflow of a quantum circuit."

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Coordinatore

THE PROVOST, FELLOWS, FOUNDATION SCHOLARS & THE OTHER MEMBERS OF BOARD, OF THE COLLEGE OF THE HOLY & UNDIVIDED TRINITY OF QUEEN ELIZABETH NEAR DUBLIN
Contributo netto dell'UE
€ 199 694,40
Indirizzo
COLLEGE GREEN TRINITY COLLEGE
D02 CX56 Dublin
Irlanda
Regione
Ireland Eastern and Midland Dublin
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)