Descripción del proyecto
Integración de nanoobjetos levitados en circuitos electrónicos
Los campos de los sistemas microelectromecánicos (SMEM) y nanoelectromecánicos (SNEM) se están desarrollando rápidamente. La transición de los SMEM a los SNEM, que comprenden dispositivos que integran la funcionalidad eléctrica y mecánica a nanoescala, es prometedora. Sin embargo, se ve obstaculizada por el inevitable contacto con el entorno, así como por la disipación de energía a través de la tensión. El proyecto LeviTeQ, financiado con fondos europeos, enfriará el movimiento y la rotación de partículas de silicio hechas a medida, lo que permitirá tener un control total a nivel cuántico. Será el primer proyecto en controlar nanopartículas mediante circuitos electrónicos, lo que permitirá una integración tecnológica sencilla en un entorno a temperatura ambiente. La investigación del proyecto allanará el camino para la creación de un objeto cuántico levitado que actúe como nodo en una red cuántica, lo que ofrecerá una conversión y un almacenamiento coherentes de señales.
Objetivo
Technology is continuously miniaturizing. As it reaches the nanoscale we face unique challenges, such as managing thermal. From the other direction, advances in the quantum physics of a few atoms, ions, and solid-state qubits mean that we increasingly wish to scale up quantum systems, or interface them with nanoscale devices.
Opto- and electro-mechanical (NEMS and MEMS) devices have been controlled at the quantum level in recent years, an amazing advance allowing even entanglement between light and mechanical motion. However, all such systems are plagued by unavoidable environmental contact, and energy dissipation through strain, limiting the potential of mechanical devices to participate in both classical and quantum technologies.
By levitating the mechanical element, these problems are overcome. LEVITEQ will, for the first time, cool the motion and rotation of tailor-made silicon particles, enabling full quantum level control. This ultra-low dissipation system offers exquisite force sensitivity, by driving the rotation of a levitated nanorod. LEVITEQ will pioneer the control of nanoparticles by electronic circuits, allowing simple technological integration in a room temperature environment. This all-electrical system will challenge existing quartz crystal oscillator technology.
LEVITEQ will explore new regimes of physics, by working in extreme vacuum, elucidating thermodynamics on the nanoscale. This research will pave the way for a levitated quantum object acting as a node in a quantum network, for coherent signal storage and conversion.
Ámbito científico
- natural sciencesphysical sciencesquantum physics
- natural sciencesphysical sciencesthermodynamics
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- engineering and technologynanotechnologynano-materials
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrymetalloids
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
WC2R 2LS London
Reino Unido