Projektbeschreibung
Quantenverschränkungen mit Kohlenstoffnanoröhren in großem Maßstab testen
Kohlenstoffnanoröhren eignen sich aufgrund ihrer einzigartigen elektronischen Eigenschaften und der Möglichkeit, Elektronen in Quantenpunkten einzuschließen, hervorragend als Träger für Spin-Qubits. In dem vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekt CNT-QUBIT soll ein skalierbares, rein elektrisches System entwickelt werden, das Quantenverschränkung, eine wichtige Voraussetzung für die Quanteninformationsverarbeitung, mittels Messungen herstellen kann. Die Forschenden von CNT-QUBIT werden Spin-Bahn-Wechselwirkungen für Spin-Rotationen und Hyperfeinwechselwirkungen für die Quanteninformationsspeicherung nutzen. Bei den Projektaktivitäten geht es darum, zwei räumlich getrennte Spin-Qubits an einen einzigen elektrischen Resonator zu koppeln, was zu einer Verschränkung führt, wenn die beiden durch Messungen nicht zu unterscheiden sind. Die Quantendaten in den verschränkten Elektronen-Spin-Qubits wird auf Kohlenstoff-13-Kernspins übertragen, die als Quantenspeicher mit langen Kohärenzzeiten dienen sollen.
Ziel
The aim of this proposal is to use spin qubits defined in carbon nanotube quantum dots to demonstrate measurement-based entanglement in an all-electrical and scalable solid-state architecture. The project makes use of spin-orbit interaction to drive spin rotations in the carbon nanotube host system and hyperfine interaction to store quantum information in the nuclear spin states. The proposal builds on techniques developed by the principal investigator for fast and non-invasive read-out of the electron spin qubits using radio-frequency reflectometry and spin-to-charge conversion.
Any quantum computer requires entanglement. One route to achieve entanglement between electron spin qubits in quantum dots is to use the direct interaction of neighbouring qubits due to their electron wavefunction overlap. This approach, however, becomes rapidly impractical for any large scale quantum processor, as distant qubits can only be entangled through the use of qubits in between. Here I propose an alternative strategy which makes use of an intriguing quantum mechanical effect by which two spatially separated spin qubits coupled to a single electrical resonator become entangled if a measurement cannot tell them apart.
The quantum information encoded in the entangled electron spin qubits will be transferred to carbon-13 nuclear spins which are used as a quantum memory with coherence times that exceed seconds. Entanglement with further qubits then proceeds again via projective measurements of the electron spin qubits without risk of losing the existing entanglement. When entanglement of the electron spin qubits is heralded – which might take several attempts – the quantum information is transferred again to the nuclear spin states. This allows for the coupling of large numbers of physically separated qubits, building up so-called graph or cluster states in an all-electrical and scalable solid-state architecture.
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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- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Informationstechnik Telekommunikation Funktechnologie Funkfrequenz
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Hardware Quantencomputer
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
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.
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.
ERC-COG - Consolidator Grant
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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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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2014-CoG
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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.
WC1E 6BT LONDON
Vereinigtes Königreich
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.