Projektbeschreibung
Die Quantenskalierbarkeit mit Siliziumkarbid in Angriff nehmen
Die Quantentechnologie steht vor der Herausforderung der Skalierbarkeit: der Übergang von einigen Dutzend zu Tausenden qualitativ hochwertigen Qubits, die für bahnbrechende Berechnungen und die Quantenkommunikation unerlässlich sind. Spin-Zentren in Siliziumkarbid (SiC) bieten wegen ihrer langen Spin-Lebensdauer, ihrer starken optischen Übergänge im nahen Infrarot und ihrer Kompatibilität mit verlustarmen photonischen Netzwerken eine vielversprechende Lösung. In diesem Zusammenhang leistet das EIC-finanzierte Projekt QuSPARC Pionierarbeit bei der Herstellung von Tausenden identischer Qubit-Sites auf SiC-Wafern. Durch die Integration optischer Mikroresonatoren wird QuSPARC die Spin-Kontrolle optimieren und so fehlertolerante Systeme mit hochgenauer Initialisierung, Messung und Spin-Photonen-Verschränkung erlauben. Diese Innovationen machen SiC zu einer skalierbaren Plattform für Quantenbauelemente, die den Fortschritt zu Systemen mit einer Million Quantenbits beschleunigen und die Quantenrevolution voranbringen.
Ziel
Scalability is one of the core challenges of present-day quantum technology. While many promising demonstrations have been performed at the level of tens of qubits, a vast leap will be required to create systems with the many thousands of physical qubits with the outstanding quality needed for the achievement of quantum computational advantage and high-bandwidth quantum communication. Spin centres in silicon carbide are an emerging platform for quantum information and communication. Some of these systems have long spin lifetimes and strong optical transitions in the near infrared optical spectrum. This optical band is advantageous for strong photonic enhancement, and for interfacing with low-loss waveguide and fiber networks. These defects possess electronic spins for photonic links, and nuclear spins for quantum information storage. The multilevel systems furthermore offer a platform for novel, resource-efficient quantum information methods based on high-dimensional encoding.
Silicon carbide is a highly developed material platform, offering extremely high purity, transparency, and compatibility with eminently scalable semiconductor processing methods.
In QuSPARC, we will develop and demonstrate wafer-scale processes to create thousands of near-identical qubit sites with spin control on a SiC wafer, and with optical enhancement interfaces using optical micro-resonators of extremely high quality. We will determine optimized methods for the control and readout of selected spin centres in SiC towards fault-tolerant implementations. Based on these insights, we will demonstrate high-fidelity spin initialization, spin measurement, spin-photon entanglement, and connectivity between sites on these microchips. QuSPARC will thereby achieve a disruptive step change in the development of scalable quantum information devices, leading the race towards the creation of million-qubit systems for high-performance quantum technology.
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: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-EIC-2024-PATHFINDEROPEN-01
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