Descrizione del progetto
Amplificatori superconduttori per strumentazione ultrasensibile nella ricerca scientifica
Gli amplificatori parametrici superconduttori sono dispositivi all’avanguardia che potenziano il rilevamento di segnali estremamente deboli. Compatti, efficienti dal punto di vista energetico e con una dissipazione di calore trascurabile, offrono prestazioni quantistiche a bassissimo rumore, limitate solo dalla natura, in un’ampia gamma di frequenze. Il progetto SPARTAN-FX, finanziato dal CER, intende migliorare ed estendere la funzionalità di questi amplificatori per l’uso in astronomia e fisica, compresa la ricerca della materia oscura e la lettura ad alta fedeltà di piattaforme di calcolo quantistico. I ricercatori svilupperanno versioni migliorate per sostituire le tecnologie attuali nei grandi telescopi e negli esperimenti ultrasensibili, esplorando anche nuovi materiali per consentire il funzionamento a temperature e frequenze più elevate. Questi progressi potrebbero essere utili anche in campi come la comunicazione quantistica e il telerilevamento.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata dal team del progetto.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata dal team del progetto.
Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
- 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
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo programma
Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-COG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
OX1 2JD Oxford
Regno Unito
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.