Description du projet
Démontrer de manière irréfutable l’existence de particules de Majorana obéissant à des statistiques non-abéliennes
Les chercheurs sont depuis longtemps à la recherche d’une particule spéciale, connue sous le nom de «particule de Majorana», qui se distingue par le fait qu’elle est sa propre antiparticule. Les statistiques non-abéliennes des états liés à Majorana permettent de les utiliser comme élément de base pour un ordinateur quantique topologique. Le projet NONLOCAL, financé par l’UE, entend concevoir et mener des expériences qui révéleront pour la première fois la nature intrinsèque des propriétés non-locales et non-abéliennes de ces quasi-particules. Plus spécifiquement, les chercheurs concevront des dispositifs quantiques qui combinent des supraconducteurs topologiques avec des systèmes de matière condensée de faible dimension. Les résultats de ce projet apporteront un nouvel éclairage sur les principes fondamentaux des degrés de liberté émergents et des états quantiques codés dans les systèmes macroscopiques topologiques. En retour, ces connaissances stimuleront le développement de nouvelles avancées technologiques dans le domaine quantique.
Objectif
Emergent particles with nonabelian exchange statistics are a key element in the understanding of topological condensed matter system. However, the nonabelian nature has never been demonstrated experimentally, nor has the intimately connected nonlocality of quantum states been observed in any physical system. With this proposal, we outline a research program whose goal is to design and carry out experiments, with close theoretical coupling, that can – for the first time – verify or falsify the existence of these fascinating novel degrees of freedom and then, if observed, quantify the spatial and temporal limits for the nonabelian and nonlocal properties. The platform for the research is based on topological superconductivity in hybrid materials, a field in which the applicants have played a leading role. We put together a team of experimental and theoretical physicists in a strongly collaborative setup. The focus of the proposal is Majorana bound states, which exist at the boundaries of topological superconductors. Experiments have over the past five years shown observations consistent with their existence. All these experiments are based on local probes which cannot reveal the inner nature of their nonlocal and nonabelian properties. To address the fundamental aspects of nonlocality, we will design quantum devices that combine topological superconductors with known condensed matter quantum technologies, including quantum dots, two-dimensional electron gases, and fast measurement techniques. The nonabelian nature will be explored by design of multi-Majorana devices and of protocols that can reveal the nonabelian nature of braids in the space of topologically-protected groundstate manifolds. The gained knowledge will provide a breakthrough in the fundamentals of emergent degrees of freedom and quantum states encoded in topological macroscopic systems. Their possibly profound character might have future applications in quantum technologies.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2019-SyG
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1165 Kobenhavn
Danemark