Descrizione del progetto
La ricerca avanzata sui qualunquoni è promettente per i computer quantistici con tolleranza ai guasti
L’esplorazione di qualunquoni (in inglese anyon) non abeliani potrebbe aprire nuove possibilità scientifiche, consentendo la manipolazione di quasiparticelle esotiche. A differenza delle particelle familiari, i qualunquoni non abeliani cambiano la loro intera funzione d’onda quando cambiano posizione. Il progetto Anyons, finanziato dal CER, mira a superare gli attuali ostacoli tecnologici nel loro studio utilizzando eterostrutture di van der Waals avanzate. I ricercatori esamineranno l’intreccio di questi qualunquoni nei domini spaziali e temporali nell’effetto Hall quantistico frazionario, utilizzando strutture ad alta mobilità basate sul grafene. Il team cercherà anche qualunquoni di ordine superiore attraverso tecniche innovative. La ricerca potrebbe portare a progressi nel calcolo quantistico topologico con tolleranza ai guasti, aprendo la strada a tecnologie quantistiche più affidabili.
Obiettivo
Demonstrating non-abelian exchange statistics holds the promise of leading science to new terrains where we can manipulate exotic quasiparticles. Unlike fermions, bosons, and abelian anyons, the many-body wavefunction of indistinguishable non-abelian anyons is entirely altered when swapping their positions. With the theoretical groundwork for uncovering exotic exchange properties, pioneering experiments provided preliminary evidence of the lowest-order non-abelian anyons, indicating the topological superconductivity phase. Yet, due to technological limitations inherent to current state-of-the-art platforms, new observations of non-abelian statistics or preliminary signatures of higher-order non-abelian anyons must be offered.
In this proposal, I aim to directly observe the exchange statistics of non-abelian anyons, overcoming present technological challenges by incorporating proven intricate designs to innovative van der Waals (vdW) heterostructures.
We will study spatial-domain and time-domain braiding of non-abelian anyons in the fractional quantum Hall effect (FQHE) regime, realized in high-mobility graphene-based heterostructures. We will perform spatial-domain QH-interferometry (Obj. 1), allowing the study of coherence and braiding of anyons; and study their exchange statistics in the time-domain via cross-correlation of current-fluctuations of partitioned anyons (Obj. 2). Higher-order non-abelian anyons will be sought after via fractional Andreev Reflection (AR) in FQHE-superconductor (SC) hybrids. Employing shot noise measurements will allow identifying the AR charge quanta (Obj. 3), while low-disorder vdW-SC interfaces necessitate an in-situ stacking and integration of pre-patterned vdW-SC layers.
This research will identify phases hosting non-abelian anyons and thus lay the groundwork for their detection and manipulation. This contribution, being fundamental in its core, may also offer a practical option for fault-tolerant topological quantum computation.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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- scienze naturaliscienze fisichefisica teoreticafisica delle particellefermioni
- scienze naturaliscienze fisicheelettromagnetismo ed elettronicasuperconduttività
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
7610001 Rehovot
Israele