Description du projet
Franchir les barrières des technologies quantiques grâce aux interconnexions électro-optiques
À mesure que les technologies quantiques progressent, leur potentiel pour révolutionner l’informatique et la communication s’accroît, avec une valeur de marché estimée à 1 milliard d’euros. Toutefois, les limites des systèmes quantiques basés sur les micro-ondes entraînent des complications, notamment en ce qui concerne la mise à l’échelle des processeurs quantiques pour répondre aux besoins de la société. Ces systèmes doivent fonctionner dans des environnements ultra-froids, ce qui pose des problèmes de câblage, d’électronique et de charge thermique. Pour surmonter ces obstacles, les informations quantiques doivent être transférées des processeurs supraconducteurs aux environnements à température ambiante. Le projet CIELO, financé par le CEI, développera des interconnexions électro-optiques pour le transfert cohérent d’informations quantiques. Il combine la photonique intégrée, les matériaux avancés et les qubits supraconducteurs, ce qui favorise une série d’innovations telles que la détection optique et le refroidissement par laser. En utilisant l’électro-optique à cavité, CIELO ouvre la voie à des processeurs quantiques modulaires et évolutifs.
Objectif
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.
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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- sciences naturellessciences physiquesastronomie
- ingénierie et technologiegénie électrique, génie électronique, génie de l’informationingénierie électroniquematériel informatiquecalculateur quantique
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
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3400 Klosterneuburg
Autriche