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Two-dimensional quantum materials and devices for scalable integrated photonic circuits

Description du projet

Des puces photoniques exploitant des matériaux 2D offrent des perspectives prometteuses pour l’informatique quantique

Les circuits intégrés photoniques utilisent des photons au lieu de l’électricité pour piloter les composants du circuit, ce qui apporte une solution aux limites des puces microélectroniques en ce qui concerne la vitesse, la consommation d’énergie et la densité d’intégration. Le projet 2D-SIPC, financé par l’UE, exploitera les matériaux 2D pour créer des composants quantiques sur puce tels que des émetteurs et des détecteurs monophotoniques, ainsi que des commutateurs photoniques. Le projet 2D-SIPC tirera parti de la grande variété de matériaux et d’hétérostructures 2D pour fabriquer de nouveaux dispositifs quantiques dotés de fonctionnalités révolutionnaires. Les puces photoniques exploitant les matériaux 2D constituent une véritable percée pour l’informatique, la détection et la métrologie quantiques.

Objectif

The proposed project aims at developing scalable quantum networks, based on photonic chip integration of novel 2D material quantum devices, with the main goal to demonstrate all-optical on-chip quantum processing. The recent demonstration of effortless integration of 2D materials onto photonics and CMOS platforms will result in a breakthrough in the development of on-chip quantum networks. 2D-SIPC will take full advantage of the huge variety of 2D materials and heterostructures and prototype novel quantum devices with revolutionary functionalities. In particular, we will develop electrically driven and entangled single photon emitters, broadband and high temperature single photon detectors, ultra-fast waveguide integrated optical modulators and non-linear gates. To pave the way to scalable networks, 2D-SIPC will develop large scale growth techniques of the most promising 2D materials. With this unique combination of features 2D-SIPC will allow the first demonstration of on-chip optical quantum processing, a key milestone for many quantum network concepts, such as extended secure quantum communication, scaling up of quantum computers and simulators, and novel quantum sensing applications with entangled photons. In particular, as these topics cover all four Quantum Technology pillars of the Quantum Flagship, our proposal makes a strong strategic link to each one of them. Beyond the 2D-SIPC platform, each developed component will be exploited in such distant fields as biological and medical imaging, radio-astronomy and environmental monitoring. The 2D-SIPC consortium includes four academic and one industrial partner with a high degree of complementarity that are at the forefronts of their fields, including single photon detection (ICFO), theory and fabrication of 2D materials and their heterostructures (UNIMAN), single photon emission (UCAM), chip based photonic circuits (CNIT) and commercial single photon detection, single photon emission and packaging (SQ).

Champ scientifique (EuroSciVoc)

CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Coordinateur

FUNDACIO INSTITUT DE CIENCIES FOTONIQUES
Contribution nette de l'UE
€ 975 112,50
Coût total
€ 975 112,50

Participants (4)