Projektbeschreibung
Supraleitende Verstärker für hochempfindliche Instrumente der wissenschaftlichen Forschung
Supraleitende parametrische Verstärker sind hochmoderne Geräte, die eine bessere Erkennung von extrem schwachen Signalen ermöglichen. Sie sind kompakt, energieeffizient und geben nur geringfügig Wärme ab. Zudem bieten sie eine extrem rauscharme, nur durch die Natur begrenzte quantenlimitierte Leistung über einen breiten Frequenzbereich. Das ERC-finanzierte Projekt SPARTAN-FX zielt darauf ab, die Funktionalität dieser Verstärker für den Einsatz in der Astronomie und Physik zu verbessern und zu erweitern, u. a. für die Suche nach dunkler Materie und die hochgenaue Auslese von Quantencomputer-Plattformen. Die Forschenden werden verbesserte Versionen entwickeln, die die derzeitigen Technologien in großen Teleskopen und hochempfindlichen Experimenten ersetzen sollen. Gleichzeitig werden sie neue Materialien erforschen, die den Betrieb bei höheren Temperaturen und Frequenzen ermöglichen. Von diesen Fortschritten könnten auch Bereiche wie die Quantenkommunikation und die Fernerkundung profitieren.
Ziel
The emerging technology of superconducting parametric amplifiers (SPAs) can achieve quantum-limited sensitivity over a broad bandwidth by utilizing the wave-mixing mechanism in a nonlinear transmission medium. They are compact, easy to fabricate with planar circuit technology, have ultra-low heat dissipation, and can be integrated directly with other detector circuits. Their performance surpasses that of the state-of-the-art high electron mobility transistor (HEMT) amplifiers, and they can operate from radio to THz frequencies. Therefore, they have the potential to revolutionize almost every kind of microwave, millimetre (mm), and sub-mm instrumentation, from observational astronomy to fundamental physics experiments such as dark matter searches, quantum information platforms, and neutrino mass determination.
In this proposal, I will:
1. Develop practical ultra-broadband quantum amplifiers for deployment to mm/sub-mm/THz astronomical receivers and fundamental physics experiments.
2. Develop novel ultra-compact parametric frequency converters to replace traditional superconductor-insulator-superconductor (SIS) mixers and Schottky local oscillator (LO) technologies, enabling the construction of large pixel-count systems for mm-wave heterodyne receivers such as the Atacama Large Millimetre/sub-mm Array (ALMA) and Event Horizon Telescopes (EHT).
3. Explore high critical temperature superconductors to extend the operation of these parametric devices into higher bath temperatures and frequencies in the supra-THz regime, potentially replacing hot electron bolometer (HEB) mixers and quantum cascade lasers (QCLs).
The successful delivery of these outcomes marks a paradigm shift in mm/sub-mm/THz instrumentation, replacing all the core technologies used in this regime with a single integratable SPA technology. This will also have a significant impact on many other fields such as telecommunications, medical applications, and remote sensing, among others.
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.
Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
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.
Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
- Parametric amplifiers
- travelling wave
- quantum electronics
- tunnel junctions
- kinetic inductance
- thin films
- high gap superconductor
- high critical temperature
- millimetre
- sub-millimetre
- terahertz
- dark matter
- neutrino mass
- quantum information
- astronomical detectors
- receiver
- telescope
- event horizon telescope
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
-
HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
Alle im Rahmen dieses Programms finanzierten Projekte anzeigen
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
Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-COG
Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigenGastgebende Einrichtung
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.
OX1 2JD Oxford
Vereinigtes Königreich
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.