Skip to main content
European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS
CORDIS Web 30th anniversary CORDIS Web 30th anniversary

Integrated Qubits Towards Future High-Temperature Silicon Quantum Computing Hardware Technologies

Opis projektu

Budowanie komputerów kwantowych działających w wyższych temperaturach kriogenicznych

Technologie kwantowe mogą przyczynić się do rozwiązania problemów obliczeniowych, które są zbyt złożone dla klasycznych komputerów. Obecne sprzętowe technologie kwantowe ograniczają się głównie do zintegrowanych kubitów, które działają w ekstremalnych temperaturach wynoszących od dziesiątek do setek milikelwinów. Obwody sterujące oraz odczytujące są instalowane poza układem, na którym są zintegrowane kubity. Wszystkie te rozwiązania znacząco ograniczają możliwości zbudowania praktycznych komputerów kwantowych wyposażonych w dużą liczbę kubitów. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu IQubits zamierza opracować zintegrowane obwody sterowania kubitami oraz odczytu ich stanu, które będą w stanie pracować w wyższych temperaturach i będą mogły zostać zintegrowane w ramach jednego układu scalonego. W ramach prac naukowcy zamierzają skupić się na opracowaniu działających w wysokich temperaturach kubitów krzemowych oraz krzemowo-germanowych opartych na dziurach i spinach, a także zintegrowanych układach scalonych wykonanych w komercyjnej technologii FD typu „krzem na izolatorze” w procesie technologicznym 22 nm.

Cel

The objectives of the interdisciplinary project IQubits are to (i) develop and demonstrate experimentally high-temperature (high-T) Si and SiGe electron/hole-spin qubits and qubit integrated circuits (ICs) in commercial 22nm Fully-Depleted Silicon-on-Insulator (FDSOI) CMOS foundry technology as the enabling fundamental building blocks of quantum computing technologies, (ii) verify the scalability of these qubits to 10nm dimensions through fabrication experiments and (iii) prove through atomistic simulations that, at 2nm dimensions, they are suitable for 300K operation. The proposed 22nm FDSOI qubit ICs consist of coupled quantum-dot electron and hole spin qubits, placed in the atomic-scale channel of multi-gate n- and p-MOSFETs, and of 60-240GHz spin control/readout circuits integrated on the same die in state-of-the-art FDSOI CMOS foundry technology. To assess the impact of future CMOS scaling, more aggressively scaled Si-channel SOI and nitride-channel qubit structures will also be designed and fabricated in two experimental processes with 10nm gate half pitch. The latter will be developed in this project. The plan is for the III-nitrides (III-N) qubits to be ultimately grown on a SOI wafer, to be compatible with CMOS. Because of their larger bandgap, III-N hold a better prospect than Si and SiGe for qubits with larger coupling energy and mode energy splitting, and 300K operation. As a radical breakthrough, the fabricated qubits will feature coupling energies on the order of 0.25-1 meV corresponding to control frequencies in the 60-240GHz range, suitable for operation at 3–12 degrees Kelvin, two orders of magnitude higher than today's qubits. The tuned mm-wave circuits allow for 10-20ps spin control pulses which help to filter out wideband thermal noise and largely enhance the ratio between the gating and the decoherence times. Thermal noise filtering and fast control of the spin may lead to even higher temperature operation for a given energy-level splitting.

Zaproszenie do składania wniosków

H2020-FETOPEN-2018-2020

Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszenia

Szczegółowe działanie

H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01

Koordynator

AKADEMIA GORNICZO-HUTNICZA IM. STANISLAWA STASZICA W KRAKOWIE
Wkład UE netto
€ 386 505,55
Adres
AL ADAMA MICKIEWICZA 30
30-059 Krakow
Polska

Zobacz na mapie

Region
Makroregion południowy Małopolskie Miasto Kraków
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
€ 386 505,55

Uczestnicy (7)