Descrizione del progetto
Rompere le barriere delle tecnologie quantistiche con le interconnessioni elettro-ottiche
Inseme all’avanzamento delle tecnologie quantistiche, crescono anche le loro potenzialità di rivoluzionare l’informatica e la comunicazione, con un valore di mercato stimato di un miliardo di euro. Tuttavia, le limitazioni dei sistemi quantistici basati sulle microonde generano una serie di sfide, in particolare per quanto riguarda i processori quantistici su ampia scala per soddisfare le richieste della società. Questi sistemi, infatti, devono funzionare in ambienti ultrafreddi, con conseguenti problemi legati al cablaggio, ai componenti elettronici e ai carichi termici. Per superare queste barriere, è necessario trasferire le informazioni quantistiche dai processori superconduttori a luoghi a temperatura ambiente. Il progetto CIELO, finanziato dal CEI, svilupperà interconnessioni elettro-ottiche per il trasferimento coerente di informazioni quantistiche. Per farlo, unirà fotonica integrata, materiali avanzati e qubit superconduttori, consentendo una serie di innovazioni come il rilevamento ottico e il raffreddamento laser. Attraverso l’elettro-ottica delle cavità, CIELO apre la strada a processori quantistici scalabili e modulari.
Obiettivo
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.
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.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) HORIZON-EIC-2024-PATHFINDEROPEN-01
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HORIZON-EIC - HORIZON EIC GrantsCoordinatore
3400 Klosterneuburg
Austria