Projektbeschreibung
Eine neue Art von Qubit für einen weniger ressourcenintensiven Schutz von Quanteninformationen
Quantensysteme können in fragilen Zuständen existieren, die letztlich durch Wechselwirkungen mit der Umwelt ausgelöscht werden. Der Schutz solcher Zustände ist für die Zukunft der Quanteninformatik unerlässlich. Auch wenn die Quantenfehlerkorrektur hier eine Lösung bietet, erfordert sie doch enorme Ressourcen. Das EU-finanzierte Projekt ECLIPSE will dieses Problem durch den Schutz von Quanteninformationen in einem neuartigen Qubit mit zwei entscheidenden Besonderheiten angehen. Erstens wird die Kodierung in einem einzigen supraleitenden Schaltungsresonator stattfinden, dessen unendlich dimensionaler Hilbert-Raum große Register physikalischer Qubits ersetzen kann. Zweitens wird dieses Qubit hochfrequenzbetrieben sein und kontinuierlich Photonen mit einem Reservoir austauschen. Die entwickelten Schaltungen werden die Quantenzustände des Lichts manipulieren. Diese Arbeit könnte den Schutz von Quanteninformationen in zukünftigen Quantensystemen voranbringen.
Ziel
Quantum systems can occupy peculiar states, such as superposition or entangled states. These states are intrinsically fragile and eventually get wiped out by inevitable interactions with the environment. Protecting quantum states against decoherence is a formidable and fundamental problem in physics, which is pivotal for the future of quantum computing. The theory of quantum error correction provides a solution, but its current envisioned implementations require daunting resources: a single bit of information is protected by encoding it across tens of thousands of physical qubits.
My proposal is to protect quantum information in an entirely new type of qubit with two key specificities. First, it will be encoded in a single superconducting circuit resonator whose infinite dimensional Hilbert space can replace large registers of physical qubits. Second, this qubit will be rf-powered, continuously exchanging photons with a reservoir. This approach challenges the intuition that a qubit must be isolated from its environment. Instead, the reservoir acts as a feedback loop which continuously and autonomously corrects against errors. This correction takes place at the level of the quantum hardware, and reduces the need for error syndrome measurements which are resource intensive.
The circuits I will develop manipulate quantum states of light, whose utility transcends the long term goal of quantum computing, and can readily be used to probe fundamental properties of matter. In mesoscopic physics where a large number of particles exhibit collective quantum phenomena, the measurement tools to characterize subtle quantum effects are often lacking. Here, I propose to measure the spin entanglement of a single Cooper pair, by coupling a superconductor to a circuit composed of microwave resonators and a carbon nanotube. The spin entanglement can be swapped into microwave photons, which can be detected by deploying the arsenal of quantum limited microwave measurement devices.
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 Supraleiter
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften theoretische Physik Teilchenphysik Photonen
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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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.
75272 Paris
Frankreich
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.