Projektbeschreibung
Mit Hybrid-Qubits entscheidende Hürden bei der Realisierung eines universellen Quantencomputers überwinden
Das Wesen eines universellen Quantencomputers besteht darin, dass in ihm die volle Leistung eines klassischen Computers mit der eines Quantencomputers kombiniert wird und auf diese Weise die Simulation der Physik und aller Operationen eines klassischen Computers möglich werden. In einen Quantenpunkt oder in topologische Teilchen in Halbleitern eingebettete Elektronenspins lassen auf den Bau eines universellen Quanten-Logikgatters hoffen, das alle möglichen Operationen auf quantenmechanischer Ebene unterstützt. Beide stellen jedoch echte Herausforderungen dar. Das EU-finanzierte Projekt QUIST will beide Methoden vereinen, um jene Hürden zu überwinden, die dem Bau eines großmaßstäblichen Quantencomputers im Wege stehen. Ultimatives Ziel ist der Aufbau einer leistungsfähigen Plattform, auf der komplexe Systeme erschaffen, simuliert und berechnet werden können, um das allgemeine Verständnis der Physik zu vertiefen.
Ziel
The promise of universal quantum computation stems from the remarkable behaviour of quantum states and the challenge is to gain control over their fragile nature. In topological quantum computation, information can be encoded nonlocally on Majorana states to provide inherent protection against noise, but operation is restricted to the trivial Clifford group. Spins in quantum dots do provide universal logic, but interactions are short-ranged. I propose to study the question whether these platforms can be united to overcome their limitations as a path toward large-scale quantum computation.
The grand goal of this project is, therefore, to coherently transfer quantum information between spin and topological qubits. Our quantum material of choice is germanium, which can exhibit strong spin-orbit coupling, can provide long quantum coherence for single spins, and can make ohmic contacts to superconductors for hybrid superconductor-semiconductor systems. We will use two-dimensional germanium hetero structures and fabricate superconducting quantum dot devices. Qubits defined on the spin states of single holes will be electrically driven using the spin-orbit interaction and coupled through the exchange interaction. On linear chains of quantum dots we will pursue topological superconductivity, which we will consequently integrate in the spin qubit platform. We will then study their interaction to demonstrate controllable transfer of quantum information between hole spin and Majorana states.
This research is presently at a fundamental stage and is thereby bound to produce exciting results where new physics may arise. The choice of the materials platform and its compatibility with semiconductor manufacturing promises for a successful adoption as building block for future quantum technology. Our long-term dream is to create a powerful platform where complex and emerging systems can be created, simulated, and computed to advance our general understanding of physics.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Hardware Quantencomputer
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Elektromagnetismus und Elektronik Halbleiterbauelement
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften anorganische Chemie Metalloide
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Elektromagnetismus und Elektronik Supraleiter
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
ERC-STG - Starting Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
2628 CN DELFT
Niederlande
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.