Descripción del proyecto
Innovación en grandes redes de computación cuántica interconectadas
Cuando algunos metales se enfrían a temperaturas extremadamente bajas (cercanas al «cero absoluto»), se convierten en superconductores, es decir, su resistencia al flujo de electrones desaparece. Esta falta de disipación hace que los circuitos cuánticos superconductores sean ideales para construir dispositivos de computación cuántica a gran escala, en los que el procesamiento de la información se basa en bits cuánticos (cúbits) en lugar de en dígitos binarios (bits). Sin embargo, los desafíos provocados por la dependencia de la superconductividad y el enfriamiento extremo dificultan considerablemente la puesta en marcha de redes de área local y de área amplia (LAN y WAN, respectivamente) que conectan diferentes dispositivos y sistemas. El equipo del proyecto SuperQuLAN, financiado con fondos europeos, tiene previsto eliminar este obstáculo con la demostración de la aplicación de cúbits superconductores LAN en unidades de refrigeración separadas espacialmente y conectadas a través de una línea de transmisión criogénica. Los resultados del proyecto allanarán el camino para la creación de redes de área metropolitana más grandes y abrirán la puerta a la conectividad en línea de los dispositivos de computación cuántica.
Objetivo
Superconducting quantum circuits are one of the most promising platforms for realizing large-scale quantum computing devices, where in the near future a coherent integration of 100-1000 qubits is feasible. However, the required temperatures of only a few mK currently restrict quantum operations to superconducting qubits that are located within the same dilution refrigerator. This imposes a serious constraint on the realization of even larger quantum processors or the implementation of local- and wide-area quantum networks based on superconducting technology.
The targeted breakthrough of this project is to overcome this limitation by demonstrating for the first time the operation of a quantum local area network (QuLAN), where superconducting qubits housed in spatially separated refrigerators are connected via a cryogenic transmission line. Using this setup, we will implement state transfer protocols and distributed quantum algorithms between superconducting qubits that are tens of meters apart. In parallel, we will develop and demonstrate new electro-optical quantum transducer designs for fast microwave-to-optics conversion and many other essential components and protocols for efficiently integrating multiple superconducting quantum computing units into a single coherent network. The outcomes of this project will enable the non-incremental step from intra- to inter-fridge quantum communication and will facilitate the implementation of first quantum computing clusters. In the long run, this technology provides the basis for the realization of metropolitan-area scale quantum networks using superconducting circuits.
The project will be carried out by an interdisciplinary team of experts in the fields of superconducting circuits, nanophotonics and quantum information theory, and in close collaboration with industry partners. The complementary expertise of this consortium will ensure the scientific and economic success of this project.
Ámbito científico
- natural sciencesphysical sciencesquantum physics
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- engineering and technologynanotechnologynanophotonics
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssuperconductivity
Programa(s)
Convocatoria de propuestas
Consulte otros proyectos de esta convocatoriaConvocatoria de subcontratación
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Régimen de financiación
RIA - Research and Innovation actionCoordinador
1040 Wien
Austria