Projektbeschreibung
Barrieren in der Quantentechnologie mit elektro-optischen Verbindungen überwinden
Mit den Fortschritten in der Quantentechnologie wird das Potenzial klar, die Datenverarbeitung und Kommunikation zu revolutionieren. Der Marktwert wird auf 1 Mrd. EUR geschätzt. Die Grenzen der mikrowellenbasierten Quantensysteme sind jedoch eine Herausforderung, besonders für die Skalierung von Quantenprozessoren auf gesellschaftliche Anforderungen. Diese Systeme müssen in extrem kalten Umgebungen betrieben werden, was zu Problemen mit der Verkabelung, Elektronik und Wärmebelastung führt. Um diese Hürden zu überwinden, muss die Quanteninformatik von supraleitenden Prozessoren auf Umgebungen bei Raumtemperatur übertragen werden. Über das EIC-finanzierte Projekt CIELO werden elektro-optische Verbindungen für die kohärente Übertragung von Quanteninformationen entwickelt. Dabei werden integrierte Photonik, fortgeschrittener Werkstoffe und supraleitende Qubits integriert, um zahlreiche Innovationen wie optische Detektion und Laserkühlung zu ermöglichen. Mit Hohlraum-Elektrooptik ebnet das CIELO-Team den Weg für skalierbare, modulare Quantenprozessoren.
Ziel
Electro-optic technologies have emerged as one of the leading platforms in both classical and quantum communication landscapes. The advent of circuit quantum electrodynamics (cQED) based on low-loss Josephson junction circuits has led to spectacular scientific breakthroughs in quantum science and technology. In recent years, these breakthroughs have been translated into commercial quantum computing efforts worldwide, targeting a market with an estimated value of 1 billion Euro. Despite these achievements, there are fundamental limitations to quantum technologies based solely on microwaves. Operating in a millikelvin environment, the space required for wiring and electronics as well as the associated heat loads are barriers for scaling up the quantum processors to the size needed to address societal challenges.
Electro-optic interconnects capable of coherently distributing and transferring quantum information from superconducting processors to a room temperature environment would address this challenge. Such devices would enable quantum processors to be scaled up in a modular fashion, which will be key to realizing complex and capable quantum machines that remain controllable and error-correctable. Moreover, these microwave-optical interfaces would also form the basis for efficient laser-driven microwave technologies relevant to sensing applications, such as microwave astronomy or robust and low-noise microwave amplification.
In CIELO, we aim to lay the foundation for laser-based manipulation of microwave fields using cavity electro-optics, enabling amplification, quantum-limited optical detection, interconversion, qubit readout, laser cooling and masing, in stark contrast to the commonly used electrical techniques. We will leverage a combination of unique expertise in integrated photonics, advanced materials, and superconducting qubits to realize cavity electro-optic devices operating in the quantum regime.
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
- HORIZON.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-EIC-2024-PATHFINDEROPEN-01
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HORIZON-EIC -Koordinator
3400 Klosterneuburg
Österreich