Descrizione del progetto
La luce degli ioni di terre rare promette computer quantistici scalabili
I computer quantistici utilizzano diverse tecnologie di qubit ma, indipendentemente dalla tecnologia, i qubit devono essere scalabili, di qualità elevata e in grado di effettuare interazioni quantistiche veloci. Il progetto SQUARE, finanziato dall’UE, sfrutterà i qubit realizzati con ioni di terre rare come elementi fondamentali per le tecnologie quantistiche scalabili. Gli ioni di terre rare possono immagazzinare stati quantici per lungo tempo e possono essere attivati separatamente dalla luce in speciali solidi cristallini. Ciò consente agli scienziati di accedere a un gran numero di qubit. Inoltre, tali qubit possono interagire fortemente tra loro, il che si rivela promettente per la costruzione di circuiti quantistici. Sebbene la ricerca sui singoli ioni di terre rare sia ancora in una fase iniziale, SQUARE affronterà le sfide principali per trovare un approccio scalabile al calcolo quantistico.
Obiettivo
Quantum technologies rely on materials that offer the central resource of quantum coherence, that allow one to control this resource, and that provide suitable interactions to create entanglement. Rare earth ions (REI) doped into solids have an outstanding potential in this context and could serve as a scalable, multi-functional quantum material. REI provide a unique physical system enabling a quantum register with a large number of qubits, strong dipolar interactions between the qubits allowing fast quantum gates, and coupling to optical photons – including telecom wavelengths – opening the door to connect quantum processors in a quantum network. This project aims at establishing individually addressable rare earth ions as a fundamental building block of a quantum computer, and to overcome the main roadblocks on the way towards scalable quantum hardware. The goal is to realize the basic elements of a multifunctional quantum processor node, where multiple qubits can be used for quantum storage, quantum gates, and for coherent spin-photon quantum state mapping. Novel schemes and protocols targeting a scalable architecture will be developed. The central photonic elements that enable efficient single ion addressing will be engineered into deployable technologies.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Invito a presentare proposte
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H2020-FETFLAG-2018-03
Meccanismo di finanziamento
RIA - Research and Innovation actionCoordinatore
76131 Karlsruhe
Germania