CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
CORDIS

Carbon Nanotube Quantum Circuits

Descripción del proyecto

Los nanotubos de carbono ofrecen un forma de probar el entrelazamiento cuántico a escala

Los nanotubos de carbono son un excelente anfitrión para cúbits de espín debido a sus propiedades electrónicas únicas y a su capacidad para confinar electrones en puntos cuánticos. En el proyecto CNT-QUBIT, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, se pretende crear un sistema escalable y totalmente eléctrico con el que demostrar con mediciones el entrelazamiento cuántico, un requisito clave para la computación cuántica. El equipo de CNT-QUBIT utilizará las interacciones espín-órbita para las rotaciones de espín y las interacciones hiperfinas para el almacenamiento de información cuántica. Las actividades del proyecto consistirán en acoplar dos cúbits de espín espacialmente separados a un único resonador eléctrico, lo que dará lugar a un entrelazamiento si son indistinguibles mediante mediciones. La información cuántica de los cúbits de espín electrónico entrelazados se transferirá a los espines nucleares de carbono-13, que deberían servir de memoria cuántica con largos tiempos de coherencia.

Objetivo

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.

Régimen de financiación

ERC-COG - Consolidator Grant

Institución de acogida

UNIVERSITY COLLEGE LONDON
Aportación neta de la UEn
€ 1 998 574,00
Dirección
GOWER STREET
WC1E 6BT London
Reino Unido

Ver en el mapa

Región
London Inner London — West Camden and City of London
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 1 998 574,00

Beneficiarios (1)