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Anyon box in bilayer graphene

Descrizione del progetto

Anioni di grafene bistrato per le informazioni quantistiche

Le tecnologie e le soluzioni quantistiche sono un campo emergente che potrebbe consentire di far progredire i campi di ricerca e le applicazioni pratiche. Sfortunatamente, per far progredire le tecnologie quantistiche, le informazioni quantistiche devono essere protette dalle interferenze ambientali, in particolare quando si leggono gli stati quantistici o si eseguono operazioni di gate, che comportano un accoppiamento con l’ambiente. Il progetto ANYONBOX, finanziato dal CER, si propone di impiegare le recenti scoperte sulle proprietà del grafene bistrato allo scopo di supportare stati candidati con una solidità senza precedenti per gli anioni non abeliani, dimostrando il cambiamento topologico e il suo potenziale per le informazioni quantistiche. Le conoscenze acquisite consentiranno nuovi metodi per la codifica delle informazioni quantistiche e miglioreranno l’elaborazione topologica delle stesse con una protezione integrata contro la decoerenza.

Obiettivo

Protecting quantum information from environmental interference is essential for advancing quantum technologies. However, reading a quantum state or performing gate operations inevitably involves a coupling to the environment, leading to significant loss of coherence. To address this, the non-local degrees of freedom of topological phases of matter have been proposed for quantum information storage and manipulation. Prototypes of such phases include certain fractional quantum Hall states, found in 2D systems under a strong magnetic field, where pairs of quasiparticles, called non-abelian anyons, share a non-local degree of freedom known as the topological charge. However, detecting the topological charge remains a major experimental challenge due to the narrow energy range over which these states are realized in conventional semiconductor-based platforms.

The ANYONBOX project will leverage the recently discovered properties of bilayer graphene, which supports unprecedented robust candidate states for non-abelian anyons, to evidence the topological charge and its potential for quantum information. We will take advantage of the unique electrostatic control achievable with van der Waals heterostructures to isolate anyons confined within electrically tunable potential wells: the anyon boxes. The thermodynamic response when a single anyon is added to the box will be accessed with unmatched resolution through a groundbreaking combination of quantum capacitance and thermal noise measurements.

The realization of anyon boxes in bilayer graphene will uncover the elusive topological charge, enabling the measurement of its coherence time, and ultimately, its coherent manipulation through controlled exchanges of the anyon positions, known as non-abelian braiding. ANYONBOX will provide a radically new way of encoding quantum information, opening a new platform for topological quantum information processing with built-in protection against decoherence.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contributo netto dell'UE
€ 2 127 371,00
Indirizzo
RUE MICHEL ANGE 3
75794 Paris
Francia
Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 2 127 371,00

Beneficiari (1)