Description du projet
Relever le défi de l’évolutivité quantique avec le carbure de silicium
La technologie quantique est confrontée à un problème d’évolutivité qui à passer de dizaines à plusieurs milliers de qubits de haute qualité, essentiels pour les avancées en calcul et en communication quantiques. Les centres de spin dans le carbure de silicium (SiC) constituent une solution prometteuse en raison de leur longue durée de vie, de leurs transitions optiques robustes dans le proche infrarouge et de leur compatibilité avec les réseaux photoniques à faibles pertes. Dans ce contexte, le projet QuSPARC, financé par le CEI, développe des procédés innovants à l’échelle de la plaquette pour produire des milliers de sites de qubits identiques sur des plaquettes de SiC. En intégrant des micro-résonateurs optiques, QuSPARC entend optimiser le contrôle du spin, ce qui permettra de créer des systèmes tolérants aux défaillances avec une initialisation, une mesure et une intrication spin-photon de haute fidélité. Ces innovations font du SiC une plateforme évolutive pour les dispositifs quantiques, accélérant les progrès vers des systèmes à un million de qubits et contribuant à l’avancement de la révolution quantique.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
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