Descrizione del progetto
Promuovere l’uso di qubit di spin donatori in silicio
Una nuova piattaforma emergente per le tecnologie quantistiche è l’uso di qubit di spin donatori in silicio. Tuttavia, due ostacoli attualmente si frappongono al potenziale di applicazione dei qubit donatori in silicio. Le attuali tecniche di lettura richiedono connessioni nanoelettriche, temperature di millikelvin e campi magnetici elevati, e non esistono metodi scalabili per accoppiare più qubit. Il progetto QBusSi, finanziato dall’UE, svilupperà un bus quantistico optomeccanico per spin in silicio per consentire l’accoppiamento ottico e meccanico, nonché meccanismi di lettura per gli spin donatori. Il nuovo bus quantistico permetterà di integrare i qubit di spin con la fotonica in silicio esistente per circuiti quantistici integrati e sensori quantistici pratici e leggibili otticamente. Fornirà inoltre un banco di prova a stato solido su chip per la creazione e lo studio di stati quantistici macroscopici.
Obiettivo
Silicon has been the material underpinning the modern information technology revolution. I would argue that it might be the most important material of the coming quantum technology age as well. This will be of tremendous advantage to the diffusion of quantum technologies as they can then leverage the existing infrastructure of silicon electronics and photonics. My project is aimed at unlocking the quantum potential of silicon technologies. It is aimed at enabling a not too distant future where silicon chips encompassing quantum enabled sensors and/or quantum computing processors are widely available and only require push-of-a-button coolers and laser light to operate.
Qubits are of fundamental interest not only for the tantalizing prospect of building a quantum computer but also because they can work as powerful quantum sensors. In this project, I will advance a novel emerging physical implementation of qubits: donor spin states in silicon. These states are now known to be excellent qubits with the longest single qubit coherence times demonstrated in solid state. This is a significant advantage for both quantum sensing and quantum information applications.
However, at the moment the application potential of silicon donor qubits is hindered by two related obstacles: current readout techniques require nanoelectric connections, millikelvin temperatures and high magnetic fields, and - most importantly - there are no scalable methods to couple multiple qubits.
This project will realize an optomechanical quantum bus for spins in silicon in order to enable optical and mechanical coupling and readout mechanisms for the donor spins and hence overcome all these obstacles. The created quantum bus will not only allow integrating the spin qubits with existing silicon photonics and NEMS platforms for integrated quantum circuits and optically readable practical quantum sensors but will also provide a solid-state on-chip testbed for creating and studying macroscopic quantum states.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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