Projektbeschreibung
Skalierung von Quanten-Spin-Simulationen mit hybriden photonisch-defektbasierten Bauelementen
Quantensimulatoren versprechen Lösungen für Probleme, die für klassische Computer unlösbar sind. Ihre Maßstabserweiterung auf praktisch nutzbare Größen stellt nach wie vor eine grundlegende technische Herausforderung dar. Silizium-Vakanz-Defekte in Siliziumkarbid gehören zu den vielversprechendsten Spin-Qubit-Bausteinen. Die Ausweitung mehrerer gekoppelter Spins um ein einzelnes Farbzentrum auf mehrere Farbzentren wurde bisher durch Signalüberlappungen und Einschränkungen bei der Steuerung behindert. Das Ziel des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts INSPIRES lautet, dieses Hindernis zu überwinden. Es wird ein Hybridbauelement entwickelt, das defektbehaftetes Siliziumkarbid mit Siliziumnitrid integriert. Damit könnte eine ortsselektive Steuerung und Abstimmung mehrerer Farbzentren auf unterschiedliche Frequenzen in einer miteinander verbundenen Spinkette möglich werden, die auf Tausende Spins skalierbar ist.
Ziel
Quantum simulation using qubits offers methods to modeling systems intractable for classical computation. Among many spin qubits, silicon vacancies (V2) in silicon carbide (SiC) stand out for their lifetime-limited linewidth in nanostrucutres, scalable foundry-ready fabrication, and potentials for CMOS compatibility. While recent works showed the potential to map a network of 50 coupled spins around a single color center, this method reached its scaling limit. Next step is to couple multiple color centers, but it presents a significant challenge from signal crowding and overlap.
This project addresses this bottleneck by developing a hybrid device. It is designed to provide multi-dimensional tuning (via Stark, strain, and magnetic field), enabling site-selective control and individual addressing of multiple color centers. I will exploit mature silicon nitride (Si3N4) platform for tuning electrodes and photonic circuits, then heterogeneously integrate defect-containing SiC structures on. This architecture will retain color center performance, provide targeted control, diminish noises, and enhance signal collection, thereby realizing an interconnected spin chain system scalable of 1000s of spins.
The project will proceed in three key stages. First, I will conduct a theoretical optimization study of the device. Next, I will fabricate a heterogeneous Si3N4/SiC device. Finally, I will demonstrate the formation of interconnected spin chains by tuning multiple color centers to distinct frequencies, then measuring their coupling matrix and many-spin dynamics. This research will accelerate quantum simulations with unprecedented number of qubits.
I will leverage my expertise in photonics, fabrication, electrical and cryogenic engineering and collaborate with leading and interdisciplinary experts in both of my host groups at QuTech. This fellowship will enhance my scientific and transferable skills, foster pioneering work in quantum simulation and enable further collaborations.
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.
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.
- Technik und Technologie Werkstofftechnik Farben
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften anorganische Chemie anorganische Verbindungen
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Hardware Quantencomputer
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften anorganische Chemie Metalloide
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
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.
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.
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.
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.
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
2628 CN Delft
Niederlande
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.