Descrizione del progetto
Incrementare la portata del calcolo quantistico con gli spin al silicio
Sebbene l’elaborazione delle informazioni quantistiche costituisca la chiave per rivoluzionare la tecnologia, resta una sfida importante in tal ambito: l’integrazione e il controllo affidabili dei qubit nel silicio, ovvero la spina dorsale della moderna tecnologia informatica. I precedenti tentativi di utilizzare lo spin elettronico dei punti quantici o dei droganti sono stati limitati in quanto possono intrecciare quantisticamente solamente i qubit in stretta vicinanza tra loro, limitando la scalabilità e ostacolando in tal modo l’espansione dei sistemi quantistici basati sul silicio. Il progetto OpENSpinS, finanziato dal CER, si propone di superare queste barriere utilizzando gli spin nucleari dei droganti di erbio come qubit, controllati e intrecciati quantisticamente con i fotoni. Mediante innovativi risonatori nanofotonici e l’indirizzamento ottico, OpENSpinS aprirà la strada alla realizzazione di reti quantistiche scalabili e a lunga distanza, combinando i punti di forza dei fotoni e degli spin nucleari.
Obiettivo
A major breakthrough in quantum information processing is expected once “qubits”, carriers of quantum information, can be reliably integrated and controlled in silicon – the basis of today’s advanced classical information technology. Previous qubit realizations used the electronic spin of quantum dots or dopants, i.e. atoms of a different species replacing silicon in the lattice. However, this approach has only allowed for the entanglement of qubits in immediate proximity, which has hindered increasing the size of silicon-based quantum information processing systems. In OpENSpinS, these limitations will be overcome by using the nuclear spins of erbium dopants as qubits. These are initialized, read-out and controllably entangled using photons in the minimal-loss band of existing fiber-optical infrastructure. To demonstrate the unique potential of this approach, the specific objectives of the proposal are: I) The fabrication of nanophotonic resonators with unprecedented Purcell enhancement to enable coherent spin-photon coupling, II) the direct optical addressing and control of nuclear spin qubits with long coherence, and III) the implementation of optically-controlled two-qubit quantum gates and entanglement, both within a node and over distance. The proposed system combines the advantages of two leading platforms for quantum information processing: the bandwidth and long-distance connectivity of photons at telecommunications wavelength with the robust control and hour-long qubit storage achievable with nuclear spins in silicon. As the proposed chip-integrated resonators can be manufactured using established processes of the semiconductor industry, the novel hardware platform implemented in OpENSpinS offers unique prospects for future up-scaling of quantum information processing systems and quantum networks.
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.
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.
- ingegneria e tecnologia ingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informatica ingegneria elettronica hardware computer quantistici
- scienze naturali scienze fisiche elettromagnetismo ed elettronica semiconduttività
- scienze naturali scienze chimiche chimica inorganica metalloidi
- scienze naturali scienze fisiche fisica teoretica fisica delle particelle fotoni
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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).
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
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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.
80333 Muenchen
Germania
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.