Descrizione del progetto
Dispositivi superconduttori a base di germanio per la computazione quantistica
Una delle maggiori sfide nel campo del calcolo quantistico è la progettazione di dispositivi quantistici scalabili. La superconduttività indotta dalla prossimità è fondamentale in molte tecnologie quantistiche; ciononostante, i semiconduttori III-V comunemente utilizzati non sono adatti per i qubit basati sugli spin a causa della loro grande interazione iperfine. Il germanio, tuttavia, presenta un’alternativa promettente: supporta la superconduttività indotta dalla prossimità, dispone di un forte accoppiamento spin-orbita e può essere quasi privo di spin nucleare. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto GeSuperQuant si propone di svelare i meccanismi alla base degli effetti di prossimità superconduttivi nel germanio. Mediante lo sviluppo di modelli teorici avanzati, il progetto prevedrà proprietà chiave, come l’accoppiamento spin-orbita e i fattori g, nei dispositivi quantistici superconduttori, mettendo in atto una ricerca che potrebbe spianare la strada a un nuovo tipo di qubit e aprire possibilità inedite per il calcolo quantistico.
Obiettivo
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.
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.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
- ingegneria e tecnologia ingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informatica ingegneria elettronica hardware computer quantistici
- scienze naturali scienze fisiche elettromagnetismo ed elettronica semiconduttività
- scienze naturali scienze chimiche chimica inorganica metalloidi
- scienze naturali scienze fisiche elettromagnetismo ed elettronica superconduttività
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
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Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
1165 KOBENHAVN
Danimarca
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.