Projektbeschreibung
Quanteninformationsverarbeitung zählt auf Fehler in Diamanten
Die Quanteninformationsverarbeitung verspricht für Aufgabenstellungen, die heute gebräuchliche Computer nur mit Schwierigkeiten zu bewältigen vermögen, erhebliche Steigerungen bezüglich der Recheneffizienz. Dazu nutzt sie das Potenzial der Quantenmechanik, die Nullen und Einsen in Qubits kodiert. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt COHESiV hat das Ziel, die bemerkenswerten optischen und mechanischen Charakteristika sowie die Eigenschaft der Spinkohärenz eines neuartigen Qubits, dem Silizium-Fehlstellen-Zentrum in Diamant, zu nutzen. Dieses soll als eine wesentliche Komponente von Quantennetzwerken etabliert werden, um die Quanteninformationsverarbeitung in der Praxis zu ermöglichen. Im Zentrum des Projekts stehen die beiden Fragen, wie sich zwei Quantenbits effizient verschränken lassen und wie Quanteninformationen in einem langlebigen Quantenregister gespeichert werden können.
Ziel
The proposal COHESiV aims to establish a novel physical system with ideal properties for the realisation of quantum networks. Quantum information processing (QIP) promises to drastically increase computation abilities and thus unlock key computational problems with wide ranging benefits. An outstanding issue is however the choice of the fundamental building block to implement QIP. COHESiV's goal is to take advantage of the remarkable optical, mechanical and spin coherence properties of a novel quantum bit, the silicon-vacancy centre (SiV) in diamond and establish it as a central component of quantum networks for the implementation of QIP. To do so, COHESiV addresses two crucial operations on which standard quantum algorithms are based: entangling two quantum bits efficiently and storing quantum information in a long-lived quantum register. COHESiV’s objectives are to 1) Interface the spin of a single SiV with a well-defined vibrational mode (phonon) of a mechanical resonator 2) Demonstrate phonon-mediated entanglement between two SiV spins 3) Take advantage of long-lived neighbouring nuclear spins to store and retrieve a quantum state encoded in the SiV spin. Owing to the fact that the strong coupling regime between spin and phonon will be attainable with current mechanical resonators thanks to the remarkably large strain susceptibility of the SiV spin, COHESiV will also aim to open the new field of quantum acousto-dynamics, analogous to quantum electrodynamics, where phonons replace photons. Those objectives will be achieved by combining the expertise of the researcher on the physics of the SiV centre with the state-of-the-art design and fabrication of diamond nanostructures of the outgoing phase partner and the breakthroughs in QIP with a comparable physical system at the host institution.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
2628 CN Delft
Niederlande