Ziel
While quantum theory has been successful in describing particles, electromagnetic fields, and weak and strong nuclear interactions, the force of gravity has yet to be reconciled with quantum mechanics, leading some to raise the question: Is gravity quantum? If that were not the case, massive superpositions would need to collapse. Experimentally testing this regime, however, remains an elusive and daunting challenge.
In this proposal, I introduce a new idea for coupling a superconducting qubit to the centre-of-mass motion of an ultra-coherent torsional mechanical resonator. Leveraging megahertz couplings possible using mechanical flux coupling pioneered in my group, the platform I will create will enable quantum coherent single-photon strong coupling of the twisting motion to the qubit with unprecedented quantum cooperativities greater than 108. This new regime is enabled by the recent discovery that high-aspect ratio torsional mechanical resonators made from silicon nitride can exhibit exceptional quality factors due to intrinsic dissipation dilution, enabling quantum coherence times up to one second. This torsional platform is also highly optimal for coupling mechanical motion to magnetic flux, the basis of a new methodology I propose here using a flux-tuneable superconducting qubit.
This new regime I will enter will enable nanokelvin cooling of the mechanical motion and the creation of quantum superpositions up to picometer scales for microgram oscillators. With imprecision noise orders of magnitude below the standard quantum limit, the platform will enable new opportunities as a testbed for quantum sensing. The large mass and exceptional sensitivity will allow us to explore new bounds from non-interferometric tests of gravitational collapse models, and the large superpositions I will ultimately create and detect will provide new direct interferometric tests of the quantum nature of gravity.
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.
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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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.
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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.
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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