Microwave driven ion trap quantum computing

Informazioni relative al progetto

MicroQC

ID dell’accordo di sovvenzione: 820314

DOI

10.3030/820314

Progetto chiuso

Data della firma CE 1 Agosto 2018

Data di avvio 1 Ottobre 2018

Data di completamento 30 Giugno 2022

Finanziato da

• EXCELLENT SCIENCE - Future and Emerging Technologies (FET)

Costo totale

€ 2 363 343,75

Contributo UE

€ 2 363 343,75

Coordinato da

FOUNDATION FOR THEORETICAL AND COMPUTATIONAL PHYSICS AND ASTROPHYSICS
Bulgaria

CORDIS fornisce collegamenti ai risultati finali pubblici e alle pubblicazioni dei progetti ORIZZONTE.

I link ai risultati e alle pubblicazioni dei progetti del 7° PQ, così come i link ad alcuni tipi di risultati specifici come dataset e software, sono recuperati dinamicamente da .OpenAIRE .

Risultati finali

Documents, reports (11)

Dressed-state implementation of quantum algorithms

Dressedstate implementation of quantum algorithms

Roadmap for a large scale microwave ion trap quantum computer
Report on optimized dynamical decoupling and error correction schemes
Report on eliminating drift of addressing frequency of individual qubits
Microwave near-field simulations, analysis of cross-talk, simulations for trapping potentials, fabricated sample structures

Microwave nearfield simulations analysis of crosstalk simulations fortrapping potentials fabricated sample structures

Report on composite implementations of conditional quantum gates
Report on error budget for optimized dressed state coherence time
Midterm project report, incl. report on dissemination
Established error budget vs temperature and trap parameters
Final project report, incl. report on dissemination

Final project report incl report on dissemination

Report on fast, high-fidelity gates in multi-qubit registers based on spin- spin coupling, static- and oscillating-gradient induced sidebands

Report on fast highfidelity gates in multiqubit registers based on spinspin coupling static and oscillatinggradient induced sidebands

Other (1)

Regular progress meetings (a:M1, b:M9, c:M18, d:M27, e:M33)

Regular progress meetings (a:M1, b:M9, c:M18, d:M27, e:M36, f: 45)

Websites, patent fillings, videos etc. (1)

Project website and logo

Pubblicazioni

Other (13)

Realization of a quantum perceptron gate with trapped ions

Autori: P. Huber, J. Haber, P. Barthel, J. J. García-Ripoll, E. Torrontegui, C. Wunderlich
Pubblicato in: arXiv, Numero 2111.08977, 2021
Editore: arXiv
DOI: 10.48550/arxiv.2111.08977

Quantum control methods for robust entanglement of trapped ions

Autori: Christophe H. Valahu, Iason Apostolatos, Sebastian Weidt, Winfried K. Hensinger
Pubblicato in: arXiv, Numero 2206.06064, 2022, Pagina/e 2206.06064
Editore: Cornell University
DOI: 10.48550/arxiv.2206.06064

High-fidelity quantum control by polychromatic pulse trains

Autori: Svetoslav S. Ivanov, Boyan T. Torosov, Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: arXiv, Numero 2204.02147, 2022, Pagina/e 2204.02147
Editore: Cornell University
DOI: 10.48550/arxiv.2204.02147

Robust Two-Qubit Gates Using Pulsed Dynamical Decoupling

Autori: Patrick Barthel, Patrick H. Huber, Jorge Casanova, Iñigo Arrazola, Dorna Niroomand, Theeraphot Sriarunothai, Martin B. Plenio, Christof Wunderlich
Pubblicato in: arXiv, Numero 2208.00187, 2022, Pagina/e 2208.00187
Editore: Cornell University
DOI: 10.48550/arxiv.2208.00187

Narrowband composite two-qubit phase gates

Autori: Boyan T. Torosov, Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: arXiv, 2022, Pagina/e 2206.14283
Editore: Cornell University
DOI: 10.48550/arxiv.2206.14283

Experimental demonstration of composite pulses on IBM's quantum computer

Autori: Boyan T. Torosov, Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: arXiv, Numero 2202.09647, 2022, Pagina/e 2202.09647
Editore: Cornell University
DOI: 10.48550/arxiv.2202.09647

Coherent interaction of multistate quantum systems possessing the Majorana and Morris-Shore dynamic symmetries with pulse trains

Autori: Stancho G. Stanchev, Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: arXiv, Numero 2206.09154, 2022, Pagina/e 2206.09154
Editore: Cornell University
DOI: 10.48550/arxiv.2206.09154

Controlled Quantized Adiabatic Transport in a superlattice Wannier-Stark ladder

Autori: R. G. Unanyan, N. V. Vitanov, M. Fleischhauer
Pubblicato in: arXiv, Numero 2208.10952, 2022, Pagina/e 2208.10952
Editore: Cornell University
DOI: 10.48550/arxiv.2208.10952

Genuine temporal correlations can certify the quantum dimension

Autori: Cornelia Spee, Hendrik Siebeneich, Timm Florian Gloger, Peter Kaufmann,Michael Johanning, Christof Wunderlich, Matthias Kleinmann, and Otfried Gühne
Pubblicato in: arXiv, 2018, Pagina/e 1811.12259v1
Editore: Cornell University

A high-fidelity quantum matter-link between ion-trap microchip modules

Autori: M. Akhtar, F. Bonus, F. R. Lebrun-Gallagher, N. I. Johnson, M. Siegele-Brown, S. Hong, S. J. Hile, S. A. Kulmiya, S. Weidt, W. K. Hensinger
Pubblicato in: arXiv, Numero 2203.14062, 2022, Pagina/e 2203.14062
Editore: Cornell University
DOI: 10.48550/arxiv.2203.14062

Real-time capable CCD-based individual trapped-ion qubit measurement

Autori: S. Halama, T. Dubielzig, N. Orlowski, C. Torkzaban, C. Ospelkaus
Pubblicato in: arXiv, Numero 2204.09112, 2022, Pagina/e 2204.09112
Editore: Cornell University
DOI: 10.48550/arxiv.2204.09112

Fast high-fidelity composite gates in superconducting qubits: Beating the Fourier leakage limit

Autori: Boyan T. Torosov, Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: arXiv, Numero 2205.04155, 2022, Pagina/e 2205.04155
Editore: Cornell University
DOI: 10.48550/arxiv.2205.04155

Extension of the Morris-Shore transformation to arbitrary time-dependent driving fields

Autori: K. N. Zlatanov, A. A. Rangelov, N. V. Vitanov
Pubblicato in: arXiv, Numero 2206.03783, 2022, Pagina/e 2206.03783
Editore: Cornell University
DOI: 10.48550/arxiv.2206.03783

Peer reviewed articles (37)

Chiral resolution by composite Raman pulses

Autori: Boyan T. Torosov; Michael Drewsen; Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: Physical Review Research, Numero 2, 2020, Pagina/e 043235, ISSN 2643-1564
Editore: APS
DOI: 10.1103/physrevresearch.2.043235

Quantum sensing of weak electric and magnetic fields by coherent amplification of energy-level-shift effects

Autori: Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: Physical Review A, Numero 103, 2021, Pagina/e 063104, ISSN 2469-9926
Editore: APS
DOI: 10.1103/physreva.103.063104

The Impact of Hardware Specifications on Reaching Quantum Advantage in the Fault Tolerant Regime

Autori: Vincent Elfving; Winfried Hensinger; Sebastian Weidt; Mark Webber
Pubblicato in: AVS Quantum Science, Numero 4, 2022, Pagina/e 013801, ISSN 2639-0213
Editore: AIP
DOI: 10.1116/5.0073075

Efficient Qubit Routing for a Globally Connected Trapped Ion Quantum Computer

Autori: Mark Webber, Steven Herbert, Sebastian Weidt, Winfried K. Hensinger
Pubblicato in: Advanced Quantum Technologies, Numero 3, 2020, Pagina/e 2000027, ISSN 2511-9044
Editore: Wiley
DOI: 10.1002/qute.202000027

Narrowband and passband composite pulses for variable rotations

Autori: Boyan T. Torosov; Svetoslav S. Ivanov; Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: Physical Review A, Numero 102, 2020, Pagina/e 013105, ISSN 2469-9926
Editore: APS
DOI: 10.1103/physreva.102.013105

Open multistate Majorana model

Autori: Benedetto Militello; Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: Physica Letters A, Numero 384, 2019, Pagina/e 126196, ISSN 0375-9601
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.physleta.2019.126196

Ultra-low-vibration closed-cycle cryogenic surface-electrode ion trap apparatus

Autori: T. Dubielzig, S. Halama, H. Hahn, G. Zarantonello, M. Niemann, A. Bautista-Salvador, C. Ospelkaus
Pubblicato in: Review of Scientific Instruments, 2021, Pagina/e 043201, ISSN 0034-6748
Editore: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0024423

Fabrication of Surface Ion Traps with Integrated Current Carrying Wires enabling High Magnetic Field Gradients

Autori: Martin Siegele-Brown, Seokjun Hong, Foni R. Lebrun-Gallagher, Samuel J. Hile, Sebastian Weidt, Winfried K. Hensinger
Pubblicato in: Quantum Science and Technology, Numero 7, 2022, Pagina/e 034003, ISSN 2058-9565
Editore: IOP
DOI: 10.1088/2058-9565/ac66fc

Dzyaloshinskii-Moriya and dipole-dipole interactions affect coupling-based Landau-Majorana-Stückelberg-Zener transitions

Autori: Roberto Grimaudo; Hiromichi Nakazato; Antonino Messina; Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: Physical Review Research, Numero 2, 2020, Pagina/e 033092, ISSN 2643-1564
Editore: APS
DOI: 10.1103/physrevresearch.2.033092

Composite pulses with errant phases

Autori: Boyan T. Torosov, Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: Physical Review A, Numero 100/2, 2019, Pagina/e 013168, ISSN 2469-9926
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/PhysRevA.100.023410

Multilayer ion trap technology for scalable quantum computing and quantum simulation

Autori: A Bautista-Salvador, G Zarantonello, H Hahn, A Preciado-Grijalva, J Morgner, M Wahnschaffe, C Ospelkaus
Pubblicato in: New Journal of Physics, Numero 21/4, 2019, Pagina/e 043011, ISSN 1367-2630
Editore: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1367-2630/ab0e46

Robust and Resource-Efficient Microwave Near-Field Entangling Be +

Autori: G. Zarantonello, H. Hahn, J. Morgner, M. Schulte, A. Bautista-Salvador, R. F. Werner, K. Hammerer, C. Ospelkaus
Pubblicato in: Physical Review Letters, Numero 123/26, 2019, Pagina/e 260503, ISSN 0031-9007
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.123.260503

Integrated 9Be+ multi-qubit gate device for the ion-trap quantum computer

Autori: H. Hahn, G. Zarantonello, M. Schulte, A. Bautista-Salvador, K. Hammerer, C. Ospelkaus
Pubblicato in: npj Quantum Information, Numero 5/1, 2019, Pagina/e 70, ISSN 2056-6387
Editore: Nature
DOI: 10.1038/s41534-019-0184-5

Multilayer ion trap with three-dimensional microwave circuitry for scalable quantum logic applications

Autori: H. Hahn, G. Zarantonello, A. Bautista-Salvador, M. Wahnschaffe, M. Kohnen, J. Schoebel, P. O. Schmidt, C. Ospelkaus
Pubblicato in: Applied Physics B, Numero 125/8, 2019, Pagina/e 154, ISSN 0946-2171
Editore: Springer Verlag
DOI: 10.1007/s00340-019-7265-1

Landau-Majorana-Stückelberg-Zener dynamics driven by coupling for two interacting qutrit systems

Autori: R. Grimaudo, N. V. Vitanov, A. Messina
Pubblicato in: Physical Review B, Numero 99/21, 2019, Pagina/e 214406, ISSN 2469-9950
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/PhysRevB.99.214406

Highly Efficient Detection and Separation of Chiral Molecules through Shortcuts to Adiabaticity

Autori: Nikolay V. Vitanov, Michael Drewsen
Pubblicato in: Physical Review Letters, Numero 122/17, 2019, Pagina/e 173202, ISSN 0031-9007
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.173202

Coupling-assisted Landau-Majorana-Stückelberg-Zener transition in a system of two interacting spin qubits

Autori: R. Grimaudo, N. V. Vitanov, A. Messina
Pubblicato in: Physical Review B, Numero 99/17, 2019, Pagina/e 174416, ISSN 2469-9950
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/PhysRevB.99.174416

Universal composite pulses for efficient population inversion with an arbitrary excitation profile

Autori: Genko T. Genov, Marcel Hain, Nikolay V. Vitanov, Thomas Halfmann
Pubblicato in: Physical Review A, Numero 101/1, 2020, Pagina/e 013827, ISSN 2469-9926
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/physreva.101.013827

Roadmap on STIRAP applications

Autori: Klaas Bergmann, Hanns-Christoph Nägerl, Cristian Panda, Gerald Gabrielse, Eduard Miloglyadov, Martin Quack, Georg Seyfang, Gunther Wichmann, Silke Ospelkaus, Axel Kuhn, Stefano Longhi, Alexander Szameit, Philipp Pirro, Burkard Hillebrands, Xue-Feng Zhu, Jie Zhu, Michael Drewsen, Winfried K Hensinger, Sebastian Weidt, Thomas Halfmann, Hai-Lin Wang, Gheorghe Sorin Paraoanu, Nikolay V Vitanov, Jordi
Pubblicato in: Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, Numero 52/20, 2019, Pagina/e 202001, ISSN 0953-4075
Editore: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1361-6455/ab3995

Two-qubit quantum gate and entanglement protected by circulant symmetry

Autori: Peter A. Ivanov, Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: Scientific Reports, Numero 10/1, 2020, Pagina/e 5030, ISSN 2045-2322
Editore: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41598-020-61766-w

Efficient and robust chiral resolution by composite pulses

Autori: Boyan T. Torosov, Michael Drewsen, Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: Physical Review A, Numero 101, 2020, Pagina/e 063401, ISSN 2469-9926
Editore: APS
DOI: 10.1103/physreva.101.063401

Efficient and robust signal sensing by sequences of adiabatic chirped pulses

Autori: Genko T. Genov, Yachel Ben-Shalom, Fedor Jelezko, Alex Retzker, Nir Bar-Gill
Pubblicato in: Physical Review Research, Numero 2, 2019, Pagina/e 033216, ISSN 2643-1564
Editore: APS
DOI: 10.1103/physrevresearch.2.033216

Quantum Control and Sensing of Nuclear Spins by Electron Spins under Power Limitations

Autori: Nati Aharon, Ilai Schwartz, Alex Retzker
Pubblicato in: Physical Review Letters, Numero 122/12, 2019, Pagina/e 120403, ISSN 0031-9007
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.122.120403

Mixed dynamical decoupling

Autori: Genko T Genov, Nati Aharon, Fedor Jelezko, Alex Retzker
Pubblicato in: Quantum Science and Technology, Numero 4/3, 2019, Pagina/e 035010, ISSN 2058-9565
Editore: Institute of Physics
DOI: 10.1088/2058-9565/ab2afd

Robustness of the NV-NMR spectrometer setup to magnetic field inhomogeneities

Autori: Yotam Vaknin, Benedikt Tratzmiller, Tuvia Gefen, Ilai Schwartz, Martin Plenio, Alex Retzker
Pubblicato in: Physical Review Letters, Numero 125, 2020, Pagina/e 110502, ISSN 0031-9007
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.125.110502

Measuring Anomalous Heating in a Planar Ion Trap with Variable Ion-Surface Separation

Autori: Ivan A. Boldin, Alexander Kraft, Christof Wunderlich
Pubblicato in: Physical Review Letters, Numero 120/2, 2018, ISSN 0031-9007
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.120.023201

High-Fidelity Preservation of Quantum Information During Trapped-Ion Transport

Autori: Peter Kaufmann, Timm F. Gloger, Delia Kaufmann, Michael Johanning, Christof Wunderlich
Pubblicato in: Physical Review Letters, Numero 120/1, 2018, ISSN 0031-9007
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.120.010501

Speeding-up the decision making of a learning agent using an ion trap quantum processor

Autori: Th Sriarunothai, S Wölk, G S Giri, N Friis, V Dunjko, H J Briegel, Ch Wunderlich
Pubblicato in: Quantum Science and Technology, Numero 4/1, 2019, Pagina/e 015014, ISSN 2058-9565
Editore: Quantum Sci. Technol. 4 0105014
DOI: 10.1088/2058-9565/aaef5e

High-fidelity composite quantum gates for Raman qubits

Autori: Boyan T. Torosov, Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: Physical Review Research, Numero 2, 2020, Pagina/e 043194, ISSN 2643-1564
Editore: APS
DOI: 10.1103/physrevresearch.2.043194

Quantum computer based on shuttling trapped ions

Autori: Winfried K. Hensinger
Pubblicato in: Nature, Numero 592, 2021, Pagina/e 190-191, ISSN 0028-0836
Editore: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/d41586-021-00844-z

A scalable helium gas cooling system for trapped-ion applications

Autori: Lebrun-Gallagher, Foni R.; Johnson, Nicholas; Akhtar, Mariam; Weidt, Sebastian; Bretaud, David; Hile, Samuel J.; Owens, Alexander; Hensinger, Winfried K.
Pubblicato in: Quantum Science and Technology, Numero 7, 2022, Pagina/e 024002, ISSN 2058-9565
Editore: IOP
DOI: 10.48550/arxiv.2106.07580

Numerical optimization of amplitude-modulated pulses in microwave-driven entanglement generation

Autori: M. Duwe, G. Zarantonello, N. Pulido-Mateo, H. Mendpara, L. Krinner, A. Bautista-Salvador, N. V. Vitanov, K. Hammerer, R. F. Werner, C. Ospelkaus
Pubblicato in: Quantum Science and Technology, Numero 7, 2022, Pagina/e 045005, ISSN 2058-9565
Editore: IOP
DOI: 10.1088/2058-9565/ac7b41

Engineering of microfabricated ion traps and integration of advanced on-chip features

Autori: Zak David Romaszko, Seokjun Hong, Martin Siegele, Reuben Kahan Puddy, Foni Raphaël Lebrun-Gallagher, Sebastian Weidt, Winfried Karl Hensinger
Pubblicato in: Nature Reviews Physics, Numero 2, 2020, Pagina/e 285-299, ISSN 2522-5820
Editore: Springer
DOI: 10.1038/s42254-020-0182-8

Coherent control techniques for two-state quantum systems: A comparative study

Autori: Boyan T. Torosov; Bruce W. Shore; Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: Physical Review A, Numero 103, 2021, Pagina/e 033110, ISSN 2469-9926
Editore: APS
DOI: 10.1103/physreva.103.033110

Preserving multi-level quantum coherence by dynamical decoupling

Autori: Xinxing Yuan, Yue Li, Mengxiang Zhang, Chang Liu, Mingdong Zhu, Xi Qin, Nikolay V. Vitanov, Yiheng Lin, Jiangfeng Du
Pubblicato in: Physical Review A, Numero 106, 2022, Pagina/e 02212, ISSN 2469-9926
Editore: APS
DOI: 10.1103/physreva.106.022412

Master-equation approach to the three-state open Majorana model

Autori: Benedetto Militello; Nikolay V. Vitanov
Pubblicato in: Physical Review A, Numero 100, 2019, Pagina/e 053407, ISSN 2469-9926
Editore: APS
DOI: 10.1103/physreva.100.053407

Robust entanglement by continuous dynamical decoupling of the J-coupling interaction

Autori: C. H. Valahu; A. M. Lawrence; Sebastian Weidt; Winfried K. Hensinger
Pubblicato in: New Journal of Physics, Numero 23, 2021, Pagina/e 113012, ISSN 1367-2630
Editore: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1367-2630/ac320e

Non-peer reviewed articles (2)

Europe’s Quantum Flagship is taking off

Autori: Max F. Riedel, Immanuel Bloch, Thierry Debuisschert, Frank Wilhelm-Mauch, Valerio Pruneri, Nikolay V. Vitanov, Stephanie Wehner, Tommaso Calarco
Pubblicato in: Europhysics News, Numero 49/5-6, 2018, Pagina/e 30-34, ISSN 0531-7479
Editore: European Physical Society
DOI: 10.1051/epn/2018506

Distinguishing between statistical and systematic errors in quantum process tomography

Autori: Sabine Wölk, Theeraphot Sriarunothai, Gouri S Giri, Christof Wunderlich
Pubblicato in: New Journal of Physics, Numero 21/1, 2019, Pagina/e 013015, ISSN 1367-2630
Editore: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1367-2630/aaf5f2