Projektbeschreibung
Supraleitende Bauelemente auf Germaniumbasis für die Quantenberechnung
Eine der größten Herausforderungen in der Quanteninformatik ist die Entwicklung skalierbarer Quantenbauelemente. Proximity-induzierte Supraleitfähigkeit ist für viele Quantentechnologien von entscheidender Bedeutung, doch die üblicherweise verwendeten III-V-Halbleiter sind aufgrund ihrer großen Hyperfeinwechselwirkung für spinbasierte Qubits ungeeignet. Germanium stellt jedoch eine vielversprechende Alternative dar – es unterstützt die Proximity-induzierte Supraleitung, hat eine starke Spin-Bahn-Kopplung und kann nahezu kernspinfrei sein. Das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt GeSuperQuant zielt darauf ab, die Mechanismen aufzudecken, der den supraleitenden Proximity-Effekten zugrunde liegen. Durch die Entwicklung fortgeschrittener theoretischer Modelle wird das Projekt Schlüsseleigenschaften wie die Spin-Bahn-Kopplung und g-Faktoren in supraleitenden Quantenbauelementen vorhersagen. Diese Forschung könnte den Weg für eine neue Art von Qubit ebnen und neue Möglichkeiten in der Quanteninformatik eröffnen.
Ziel
A great scientific and technical challenges of our time is to engineer a scalable quantum computer, and proximity-induced superconductivity is one of the most important ingredients in many quantum devices. Proximitized III-V semiconductors can host a hard superconducting gap and have been vastly studied in super-semi quantum devices. Nevertheless, these material compounds are not suitable for spin-based qubits due to their large hyperfine interaction and are hence not ideal for use in hybrid devices. One of the most promising, but so far unexplored researched materials to use in such hybrid quantum devices is germanium: it is a potentially ideal host for proximity-induced superconductivity, and exhibits a hard superconducting gap, but can also be used for spin-based qubits since it has suppressed hyperfine interaction and can be isotope purified to be nearly nuclear-spin free. Additionally, it has an exceptionally large hole mobility, strong intrinsic spin-orbit coupling, as well as tunable g-factors, making it an ideal material to use in quantum devices. However, the mechanism for the superconducting proximity effect in germanium is still unknown.
In this project I will develop band models based on atomistic orbitals (kp theory), and combine them with T-matrix methods from Greens function theory, to show what mechanisms are responsible for proximity induced superconductivity in the hole bands of germanium. I will apply the results to g-factor dependent Andreev spin qubits and phase- and gate-tunable long-range spin-qubit couplers. I will predict effective spin-orbit coupling and g-factors in these superconducting quantum devices, using effective low-energy models (discretized on a lattice) to predict outcomes of future experiments on germanium-based quantum information devices. This will open up a new avenue of research, through the development of a new type of qubit.
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: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Hardware Quantencomputer
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Elektromagnetismus und Elektronik Halbleiterbauelement
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften anorganische Chemie Metalloide
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Elektromagnetismus und Elektronik Supraleiter
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
1165 KOBENHAVN
Dänemark
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.