Opis projektu
Osiąganie skalowalności komputerów kwantowych
Uniwersalne komputery kwantowe, które będą charakteryzowały się wydajnością znacznie przewyższającą klasyczne maszyny, mogą stanowić idealne rozwiązanie dla naukowców oraz projektantów zaawansowanych rozwiązań. Te innowacyjne urządzenia mogą pozwolić przedstawicielom świata nauki na rozwiązanie wielu problemów trapiących społeczeństwa, związanych z ochroną zdrowia, energetyką oraz zmianami klimatycznymi. Zanim jednak będziemy mogli zacząć korzystać z technologi kwantowej, konieczne jest rozwiązanie problemów dotyczących stabilności oraz skalowalności kubitów – podstawowych jednostek technologii kwantowej. Celem finansowanego przez Unię Europejską projektu TOPSQUAD jest znalezienie stosownych rozwiązań, które doprowadzą do znaczącego rozwoju komputerów kwantowych. Rozwiązanie zaproponowane przez naukowców ma opierać się na niezwykle stabilnym i skalowalnym chronionym topologicznie układzie wielu kubitów. W ramach projektu zostaną ustalone stany topologiczne, którym nie zagraża dekoherencja, co pozwoli na rozwiązanie problemu niestabilności kubitów. Dzięki zwiększeniu integracji układów przy pomocy procedur zgodnych z technologią CMOS naukowcy zamierzają także poprawić skalowalność rozwiązań kwantowych.
Cel
Our vision is to enable the world of quantum computing through an unprecedented stable and scalable many-qubit system. This platform will allow us to establish important scientific breakthroughs such as the observation of Majorana bound states, which can lead to the new field of non-Abelian many-body physics.
A universal quantum computer can be exponentially faster than classical computers for certain scientific and technological applications. This long-awaited innovation can help solve many global challenges of our time related to health, energy and the climate, such as quantum chemistry problems in order to design new medicines, material property prediction for efficient energy storage, big data handling problems, needed for complexity of climate physics.
Such a quantum computer has not yet been realized because of qubit fragility and qubit scalability. The output of TOPSQUAD lays the foundation for universal quantum computing with stable and scalable qubits:
We will address qubit fragility by creating topological states, which are insensitive to decoherence. We will address qubit scalability by developing waferscale fabrication technology, using CMOS-compatible processes. After TOPSQUAD, existing integrated-circuit technology can then serve to scale up from individual qubits to 100,000s.
These two approaches have not been combined within a single system, but our recent results show that we can be the first to address the key challenges:
1. For the first time we will synthesise Ge wires on silicon wafers using scalable CMOS-compatible processes.
2. We will devise an unprecedented silicon system with the required topological properties: Ge wires with a silicon shell.
3. The thin Si shell will suppress metallization, thus avoiding the destruction of topological states by proximity-induced superconductivity, a typically overlooked problem.
With this, TOPSQUAD can realize a scalable, CMOS-compatible, topologically protected system.
Dziedzina nauki
- natural sciencescomputer and information sciencesdata sciencebig data
- natural scienceschemical sciencesphysical chemistryquantum chemistry
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrymetalloids
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssuperconductivity
Słowa kluczowe
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
System finansowania
RIA - Research and Innovation actionKoordynator
7522 NB Enschede
Niderlandy