Projektbeschreibung
Erfassung von Quantendynamik im Pikosekundenbereich
Eine Schlüsselgröße zur Charakterisierung der Leistung eines Quantengeräts ist das Verhältnis zwischen zwei charakteristischen Zeiten: die Zeit, die ein Qubit seine Quanteneigenschaften überleben kann und die Zeit, die es benötigt, um seine Funktion abzuschließen. Die meisten Technologien arbeiten vorgegeben im Nanosekundenbereich. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts UltraFastNano sollen neue Konzepte an den Schnittstellen zwischen Quantenoptik und Festkörpernanoelektronik entwickelt werden. Ziel ist die vollständige Kontrolle der Quantenanregungen, die sich im Pikosekundenbereich durch die Geräte ausbreiten, etwas drei Größenordnungen schneller als andere Quantentechnologien. Es wird erwartet, dass mit dem Projekt fliegende Qubits, elektronische Detektoren und optoelektronische Geräte im Pikosekundenbereich demonstriert werden.
Ziel
A key figure of merit of quantum technologies is the ratio between two characteristic times: the (decoherence) time during which a quantum state remains well defined and the time it takes for operating the device. Most technologies inherently work at the nano-second scale, hence concentrate on fighting decoherence processes. The goal of UltraFastNano is to pioneer new concepts at the crossroads between quantum optics and solid-state nanoelectronics at the pico-second scale, almost three orders of magnitude faster than other quantum technologies. Using fermionic flying excitations created with pico-second controlled voltage pulses at cryogenics temperatures (10 mK), we envision achieving full control of quantum excitations that propagate through electronic devices. A key deliverable of UltraFastNano is (i) the demonstration of the first electronic flying quantum bit, a paradigm-shifting approach to quantum computing and quantum communication. Besides, such a technology would enable major new applications such as (ii) electronic sources and detectors that operate at the picosecond scale; (iii) picosecond optoelectronic devices that convert between electronic and photon pulses; (iv) beyond state-of-the-art metrological measurement of the ampere. To achieve this vision, UltraFastNano will establish a unique unprecedented platform for creating, manipulating and detecting quasi-particles excitations at the single-electron level in semiconductor heterostructures. We will unlock two major technological bottlenecks: a picosecond on-demand coherent single particle source and the single-shot detection of propagating excitations at the discrete charge level. UltraFastNano gathers a team with complementary expertise in quantum nano-electronics, optics, nano-fabrication, microwave electronics, cryogenics, theoretical physics, applied mathematics and software engineering. The partners are internationally recognised for having played a key role in the emergence of the field.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- natural sciencesphysical sciencesoptics
- natural sciencesphysical sciencesquantum physicsquantum optics
- engineering and technologynanotechnologynanoelectronics
- natural sciencesphysical sciencestheoretical physicsparticle physicsphotons
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
75794 Paris
Frankreich