Projektbeschreibung
Quantenmechanische Tests in beispiellosen Maßstäben
Die Frage nach der universellen Gültigkeit des Prinzips der Quantenüberlagerung konnte bisher noch nicht beantwortet werden, was weitreichende Auswirkungen auf Wissenschaft und Technologie zur Folge hat. Das Testen und Ausschöpfen der Quantenphysik mit Objekten immer größerer Masse und Komplexität erfordert extrem niedrige Temperaturen und perfekt isolierte Umgebungen, um Dekohärenz zu vermeiden. Eine der vielversprechendsten Plattformen für Quantenüberlagerungstests der nächsten Generation wird mittels Schweben nanoskaliger dielektrischer Teilchen im Ultrahochvakuum und der Steuerung ihrer Bewegung mit Lasern realisiert. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt ELOTEQ wird nun neuartige Systeme entwickeln, um Überlagerungstests gefangener Quanten durchzuführen, bei denen ein geladenes Nanoteilchen kohärent mit supraleitenden Qubits verbunden wird. Die Projektergebnisse werden wesentlich dazu beitragen, die Quantenmechanik auf einer beispiellosen Masse- und Komplexitätsskala zu testen.
Ziel
The aim of this project is to establish how the quantum state of an aspherical nanoparticle can be coherently interfaced with a superconducting circuit. Its main efforts can be summarized by two goals: (i) We will develop the theoretical tools required to manipulate the ro-translational quantum state of a levitated nanoparticle possessing a monopole and higher multipole moments by connecting it to a superconducting qubit. (ii) We will investigate how entanglement between the nanoparticle and the circuit can be exploited for earth-based macroscopic interference experiments and for coherence-enhanced force and torque sensing. Networking levitated nanoscale objects with quantized electrical circuits and qubits combines the high Q-factors and isolation of the former with the scalability and control of the latter. This project will point the way towards new fundamental tests of quantum physics and towards quantum technology.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencesphysical sciencesopticscavity optomechanics
- natural sciencesphysical sciencesquantum physics
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- engineering and technologynanotechnologynano-materials
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssuperconductivity
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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Vereinigtes Königreich