Opis projektu
Światło z jonów ziem rzadkich pozwoli na opracowanie skalowalnych komputerów kwantowych
Komputery kwantowe wykorzystują kilka różnych technologii kubitów, jednak niezależnie od rodzaju zastosowanego rozwiązania, kubity muszą być skalowalne, muszą charakteryzować się doskonałą jakością i umożliwiać realizację szybkich interakcji kwantowych. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu SQUARE zamierza wykorzystać kubity oparte na jonach ziem rzadkich, które będą stanowiły podwaliny pod skalowalne technologie kwantowe. Jony ziem rzadkich mogą przechowywać stany kwantowe przez długi czas, a dodatkowo mogą być aktywowane oddzielnie przez światło w specjalnych kryształach półprzewodnikowych. Dzięki temu naukowcy mogą uzyskać dostęp do dużej liczby kubitów. Co więcej, takie kubity mogą wchodzić w mocne oddziaływania między sobą, co pozwoli na budowę obwodów i układów kwantowych. Choć badania naukowe nad pojedynczymi jonami ziem rzadkich są wciąż na wczesnym etapie rozwoju, zespół projektu SQUARE zamierza zająć się najważniejszymi wyzwaniami w celu odkrycia skalowalnego podejścia do budowy komputerów kwantowych.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-FETFLAG-2018-03
System finansowania
RIA - Research and Innovation actionKoordynator
76131 Karlsruhe
Niemcy