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Magnetic quantum hopfions as topologically protected states for quantum computing

Description du projet

Un nouveau candidat de qubits robustes et résistants aux erreurs

L’informatique quantique recèle un immense potentiel, mais l’instabilité des qubits, c’est-à-dire les erreurs de qubits dues aux perturbations de l’environnement, constitue un défi. Les états topologiquement protégés (configurations stables qui résistent à de telles perturbations) constituent une solution prometteuse. Les hopfions magnétiques (structures d’aimantation en forme de nœuds en 3D) en sont un exemple. Leurs propriétés quantiques pourraient les rendre aptes au stockage et au traitement fiables d’informations quantiques. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet QUANTHOPF va poursuivre l’étude des propriétés quantiques des hopfions et de leur potentiel en tant que qubits résistants aux erreurs. Les chercheurs feront appel à des techniques de modélisation avancées pour décrire leur comportement, développeront des méthodes de manipulation des qubits et concevront des expériences de diffusion de neutrons pour observer les effets quantiques. Les résultats du projet ouvriront la voie à une informatique quantique plus robuste et fiable.

Objectif

The project QUANTHOPF is dedicated to studying the quantum properties of magnetic hopfions -- 3D knot-like topologically protected states, focusing on their possible application in quantum computations. The utilization of topologically protected qubits is particularly appealing in quantum computing because it promises the possibility of error-resistant quantum information storage and processing. On the other hand, nano-sized magnetic solitons, such as 2D skyrmions and 3D hopfions, represent attractive particle-like states with recently discovered quantum properties. In this project, I plan to employ advanced methods of classical and quantum spin systems, such as micromagnetic modeling, the density matrix renormalization group method, and semi-classical approaches, to study the quantum properties of 3D hopfions. Additionally, my goal is to study the dynamics of excitations of these states for constructing gate operations needed for qubit manipulation and performing quantum computation. Furthermore, the design of neutron scattering experiments that can be used to observe hopfions' quantum effects is planned within this project.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

UNIVERSITE DU LUXEMBOURG
Contribution nette de l'UE
€ 200 400,00
Adresse
2 PLACE DE L'UNIVERSITE
4365 ESCH-SUR-ALZETTE
Luxembourg
Région
Luxembourg Luxembourg Luxembourg
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (2)