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Magnetic quantum hopfions as topologically protected states for quantum computing

Descrizione del progetto

Un nuovo candidato per qubit robusti e resistenti agli errori

L’informatica quantistica presenta un potenziale significativo, ma una sfida è rappresentata dall’instabilità dei qubit, ovvero dagli errori dei qubit causati da disturbi ambientali. Gli stati protetti topologicamente (configurazioni stabili che resistono a tali disturbi) offrono una soluzione promettente. Gli hopfion magnetici, strutture di magnetizzazione tridimensionali simili a nodi, costituiscono un esempio di questi stati. Le loro proprietà quantistiche potrebbero renderli adatti per l’archiviazione e l’elaborazione affidabile delle informazioni quantistiche. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto QUANTHOPF approfondirà lo studio delle proprietà quantistiche degli hopfion e il loro potenziale come qubit resistenti agli errori. I ricercatori utilizzeranno tecniche di modellizzazione avanzate per descrivere il loro comportamento, sviluppare metodi per la manipolazione dei qubit e progettare esperimenti di diffusione dei neutroni per osservare gli effetti quantistici. I risultati del progetto apriranno la strada a un’informatica quantistica più solida e affidabile.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinatore

UNIVERSITE DU LUXEMBOURG
Contributo netto dell'UE
€ 200 400,00
Indirizzo
2 PLACE DE L'UNIVERSITE
4365 ESCH-SUR-ALZETTE
Lussemburgo
Regione
Luxembourg Luxembourg Luxembourg
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (2)