Description du projet
Une idée géniale pourrait ouvrir la voie à de grands réseaux informatiques quantiques interconnectés
Lorsque certains métaux sont refroidis à des températures extrêmement basses (proches du «zéro absolu»), ils deviennent supraconducteurs, c’est-à-dire que leur résistance au flux d’électrons disparaît. Cette absence de dissipation rend les circuits quantiques supraconducteurs parfaitement adaptés à l’élaboration de dispositifs informatiques quantiques à grande échelle, où le traitement de l’information s’appuie sur des bits quantiques (qubits) plutôt que sur des chiffres binaires (bits). Toutefois, les difficultés liées au fait qu’ils dépendent de la supraconductivité et d’un refroidissement extrême entravent considérablement la mise en œuvre de réseaux locaux et étendus (LAN/WAN) reliant différents dispositifs et systèmes. Le projet SuperQuLAN, financé par l’UE, prévoit de surmonter cet obstacle en procédant à la démonstration de l’implémentation de qubits supraconducteurs LAN dans des unités de réfrigération séparées dans l’espace et reliées par une ligne de transmission cryogénique. La réussite de ce projet ouvrira la voie à des réseaux métropolitains plus vastes et à la connectivité Internet pour les dispositifs d’informatique quantique.
Objectif
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.
Champ scientifique
- natural sciencesphysical sciencesquantum physics
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- engineering and technologynanotechnologynanophotonics
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssuperconductivity
Programme(s)
Régime de financement
RIA - Research and Innovation actionCoordinateur
1040 Wien
Autriche