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Scalable superconducting Qubit readout with millikelvin detection

Descrizione del progetto

Sviluppare su larga scala i computer quantistici a temperature bassissime

I computer quantistici dispongono del potenziale per cambiare completamente il modo in cui elaboriamo le informazioni; ciononostante, la tecnologia alla loro base non è ancora pronta. Gli attuali sistemi di qubit superconduttori non sono in grado di raggiungere i milioni di qubit necessari per lo sviluppo di macchine pratiche a correzione di errore. Collegare i qubit, che operano vicino allo zero assoluto, all’elettronica a temperatura ambiente senza creare eccessivo calore o complessità è una sfida difficile da superare. Per risolvere questo problema, il progetto SuperQold, finanziato dal CER, mira a integrare i qubit superconduttori con l’elettronica CMOS criogenica direttamente a temperature nella gamma dei millikelvin. L’approccio proposto riduce la dipendenza da costose apparecchiature a temperatura ambiente, il che potrebbe spianare la strada ai computer quantistici e, infine, alla scalabilità dell’elettronica a bassissimo consumo.

Obiettivo

Quantum computing is a game-changing technology that has the potential to revolutionize the way we approach computing and problem-solving. These last years, research groups around the world have made great strides in building quantum computers. One of the most promising is superconducting quantum technology, based on superconducting quantum bits (qubits). While plans to reach quantum computers with hundreds of qubits are in motion, the current technology is not yet scalable to sizes required for practical error-corrected applications, currently projected at millions of qubits.

A critical hardware challenge today is scaling-up signal lines with cm-sized components connecting room-temperature electronics with qubits at millikelvin temperature in a dilution refrigerator. Such brute-force scaling would introduce unmanageable heat load and space constraints in modern refrigerators. Furthermore, increasing number of expensive and power-demanding room-temperature instrumentation additionally hinders the scaling process.

The goal of SuperQold is to eliminate the hardware overhead preventing scaling, by revolutionizing the way superconducting qubits are read-out through currently unimaginable co-integration of superconducting qubits and cryo-CMOS electronics at millikelvin temperatures. By doing so, it will eliminate the need for large microwave components in output lines and expensive room-temperature acquisition instrumentation, enabling true scaling of signal routing and detection in quantum computers. Performing state detection near the qubits would for the first time enable future in-situ data processing and fast feedback schemes, ideal for quantum error detection and correction protocols.

By achieving these key objectives, SuperQold will not only transform the way we build quantum computers, but also open new paradigms in quantum simulations, quantum sensing, superconducting electronics, and ultra-low power electronics.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

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

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

INTERUNIVERSITAIR MICRO-ELECTRONICA CENTRUM
Contributo netto dell'UE
€ 2 862 076,00
Indirizzo
KAPELDREEF 75
3001 Leuven
Belgio
Regione
Vlaams Gewest Prov. Vlaams-Brabant Arr. Leuven
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 2 862 076,00

Beneficiari (1)