Descripción del proyecto
Nueva arquitectura para sistemas cuánticos tolerantes a fallos
Las trampas de Penning, que utilizan campos magnéticos intensos para mantener los iones en su lugar, abren nuevas posibilidades para la computación cuántica al estabilizar grandes grupos de iones. A diferencia de las arquitecturas de trampas que se utilizan habitualmente en la computación cuántica de iones atrapados, las trampas de Penning permiten el uso de cúbits de espín nuclear, unidades de información cuántica almacenadas en el núcleo del átomo, como los iones 43Ca+. Estos cúbits pueden almacenar más información por ion, lo cual reduce la necesidad de hardware adicional. Con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, el proyecto CAPTAIN Q se centrará en mejorar los cúbits de espín nuclear bajo campos magnéticos intensos, crear operaciones cuánticas avanzadas para sistemas multinivel y desarrollar estados cuánticos resistentes a errores. Mediante el uso de sitios microfabricados, el equipo de CAPTAIN Q pretende convertir las trampas de Penning en una opción escalable y fiable para las futuras computadoras cuánticas.
Objetivo
Recent progress in ion-trap quantum computing has been driven largely by quasi-2D RF trap architectures and ion–photon modules, which already enable high-fidelity gate operations and small-scale algorithms. However, scaling these systems to the fault-tolerant regime remains a key challenge due to increasing hardware overhead and control complexity. Penning traps, which employ strong magnetic fields to stabilize large ion arrays, offer a fundamentally different architecture that has so far been scarcely explored for quantum computation. In this regime, the strong magnetic field modifies the energy structure such that one no longer speaks of hyperfine qubits but rather of nuclear spin or electronic spin qubits. The nuclear spin states of 43Ca+ provide a rich multi-level manifold, enabling more information to be stored per ion and reducing the number of physical qubits required for large-scale processing.
In this project, we aim to establish surface Penning traps as a competitive platform for quantum computing through three tightly connected objectives. The first objective is to identify and benchmark the nuclear spin qubit of 43Ca+ under high magnetic fields, providing the foundation for robust state preparation and measurement. The second objective is to explore the qudit manifold of the nuclear spin, implementing single- and two-qudit gates. The third objective is to demonstrate spin-cat states in this manifold, using them as intrinsically error-protected encodings and targeting the first experimental demonstration of error correction in a Penning trap device.
All experiments will be carried out in a microfabricated surface Penning trap with individual trapping sites for each ion, enabling flexible geometries and scalability. Supported by close integration of theory, experiment, and industrial collaboration, the project will deliver the first robust multi-level quantum processing in a Penning trap and reinforce Europe’s position in quantum technologies.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véas: El vocabulario científico europeo..
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véas: El vocabulario científico europeo..
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Palabras clave
Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).
Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).
Programa(s)
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
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HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
PROGRAMA PRINCIPAL
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Tema(s)
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Régimen de financiación
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships
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Convocatoria de propuestas
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2025-PF
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Aportación financiera neta de la UE. Es la suma de dinero que recibe el participante, deducida la aportación de la UE a su tercero vinculado. Considera la distribución de la aportación financiera de la UE entre los beneficiarios directos del proyecto y otros tipos de participantes, como los terceros participantes.
8092 Zuerich
Suiza
Los costes totales en que ha incurrido esta organización para participar en el proyecto, incluidos los costes directos e indirectos. Este importe es un subconjunto del presupuesto total del proyecto.