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Microwave driven ion trap quantum computing

Projektbeschreibung

Fahrplan für die Entwicklung der Mikrowellen-Quanteninformatik hin zu hohen Technologie-Reifegraden

Die heutigen Mobiltelefone sind mit einer kompakten Mikrowellentechnologie ausgestattet. Dieselbe Technologie kann für den Bau eines groß angelegten Quanteninformationsprozessors mit gefangenen Ionen verwendet werden. Immerhin bietet die Mikrowellentechnologie ein bemerkenswertes Vereinfachungspotenzial. Gleichwohl gibt es immer noch erhebliche technische Herausforderungen bei der Skalierung von Ionenfallen-Systemen (oder anderen) auf die Millionen von Qubits, die für die Implementierung von Quantencomputern im großen Maßstab erforderlich sind. In diesem Zusammenhang wird das EU-finanzierte Projekt MicroQC einen Fahrplan entwickeln, um die Mikrowellen-Quantenberechnung zu hohen Technologie-Reifegraden zu führen. Durch den Einsatz modernster Quantentechnologie wird das Projekt insbesondere schnelle und fehlertolerante Mikrowellen-Zwei- und Multi-Qubit-Gatter demonstrieren. Außerdem wird es skalierbare Technologiekomponenten entwickeln, die diese Technologien in Multi-Qubit-Quantenprozessoren anwenden.

Ziel

The construction of a large-scale trapped-ion quantum information processor can be made decisively simpler by using the well-developed and compact microwave technology present already in today’s mobile phones and other devices. Microwave technology has tremendous simplification potential by condensing experimental effort from an optical table with several square meters of accurately aligned optical components down to an engineered conductor microstructure embedded into a chip surface and a few off-the-shelve microwave components. Thus, this technology can be the key enabling step for addressing the formidable challenge of a scalable quantum processor. Although the field is still in its infancy, there is rapid progress: a fidelity of over 99.9999% has been achieved for single-qubit gates and 99.7% for two-qubit gates. This technology allows execution of quantum gates by the application of a voltage to a microchip potentially replacing millions of laser beams and it can operate at room temperature or mild cooling. There are still enormous technical challenges in scaling ion trap (or any other) systems up to the millions of qubits required to implement meaningful full-sale quantum computation and simulation. The main objective of MicroQC is to demonstrate, through state-of-art quantum engineering, fast and fault-tolerant microwave two-qubit and multi-qubit gates and to design scalable technology components that apply these techniques in multi-qubit quantum processors. The successful accomplishment of these objectives, in a combined effort by five leading groups in this field – three experimental groups, including the pioneers in microwave quantum logic with static and oscillating magnetic gradients, and two leading theory groups – will make large-scale quantum computation and simulation with microwave-controlled microfabricated ion traps possible. In addition, MicroQC will produce a roadmap, to take microwave quantum computation to high technology readiness levels.

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

H2020-FETFLAG-2018-2020

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Unterauftrag

H2020-FETFLAG-2018-03

Koordinator

FOUNDATION FOR THEORETICAL AND COMPUTATIONAL PHYSICS AND ASTROPHYSICS
Netto-EU-Beitrag
€ 366 708,75
Adresse
JAMES BOURCHIER BLVD 5
1164 SOFIA
Bulgarien

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Region
Югозападна и Южна централна България Югозападен София
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 366 708,75

Beteiligte (4)