Descripción del proyecto
Desarrollo de una nueva plataforma cuántica basada en las matrices de trampas de Penning bidimensionales
En computación cuántica, se han logrado rápidos avances, que demuestran un control cuántico de alta precisión en trampas de iones de radiofrecuencia microfabricadas, a la vez que se elimina el problemático potencial de la radiofrecuencia mediante un campo magnético uniforme. Basándose en estos avances, el proyecto IONPEN, financiado con fondos europeos, tiene como objetivo desarrollar una nueva plataforma de simulación y computación cuántica basada en matrices bidimensionales modulables de iones en trampas de Penning microfabricadas. Demostrará el hamiltoniano electrónico de muchos cuerpos interactuando con números de iones impensables para los ordenadores convencionales. De esta manera, creará un simulador cuántico modulable que puede proporcionar nueva información sobre los vínculos entre la física microscópica y el comportamiento emergente. El proyecto tendrá repercusiones en ámbitos como la física fundamental, la química, la ciencia de los materiales y la criptografía.
Objetivo
This project will develop a new platform for quantum computation and quantum simulation based on scalable two-dimensional arrays of ions in micro-fabricated Penning traps. It builds upon the rapid advances demonstrating high precision quantum control in micro-fabricated radio-frequency ion traps while eliminating the most problematic element - the radio-frequency potential - using a uniform magnetic field. This offers a significant advantage: since the magnetic field is uniform it provides confinement at any position for which a suitable static quadrupole can be generated. By contrast, r.f. potentials only provide good working conditions along a line. This changed perspective provides access to dense two-dimensional strongly interacting ion lattices, with the possibility to re-configure these lattices in real time. By combining closely-spaced static two-dimensional ion arrays with standard laser control methods, the project will demonstrate previously inaccessible many-body interacting spin Hamiltonians at ion numbers which are out of the reach of classical computers, providing a scalable quantum simulator with the potential to provide new insights into the links between microscopic physics and emergent behavior. Through dynamic control of electrode voltages, reconfigurable two-dimensional arrays will be used to realize a scalable quantum computing architecture, which will be benchmarked through landmark experiments on measurement-based quantum computation and high error-threshold surface codes which are natural to this configuration. Realizing multi-dimensional connectivity between qubits is a major problem facing a number of leading quantum computing architectures including trapped ions. By solving this problem, the proposed project will pave the way to large-scale universal quantum computing with impacts from fundamental physics through to chemistry, materials science and cryptography.
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.
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Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-COG - Consolidator GrantInstitución de acogida
8092 Zuerich
Suiza