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Quantum Local Area Networks with Superconducting Qubits

Descrizione del progetto

Un’idea interessante potrebbe portare a grandi reti di calcolo quantistico interconnesse

Quando alcuni metalli vengono raffreddati a temperature estremamente basse (prossime allo «zero assoluto»), diventano superconduttori e la loro resistenza al flusso di elettroni scompare. Questa mancanza di dissipazione rende i circuiti quantistici superconduttori ideali per la costruzione di dispositivi di calcolo quantistico su larga scala, in cui l’elaborazione delle informazioni si basa su bit quantistici (qubit) piuttosto che su cifre binarie (bit). Tuttavia, le sfide imposte dalla dipendenza dalla superconduttività e dal raffreddamento estremo ostacolano considerevolmente l’implementazione di reti di comunicazione locali e geografiche (LAN/WAN) in grado di collegare dispositivi e sistemi diversi. Il progetto SuperQuLAN, finanziato dall’UE, prevede di rimuovere questa barriera dimostrando l’implementazione di qubit superconduttori LAN in unità di refrigerazione spazialmente separate collegate tramite una linea di trasmissione criogenica. Il successo aprirà la strada a reti di aree metropolitane più grandi e consentirà la connettività Internet per i dispositivi di calcolo quantistico.

Obiettivo

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.

Invito a presentare proposte

H2020-FETOPEN-2018-2020

Vedi altri progetti per questo bando

Bando secondario

H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01

Meccanismo di finanziamento

RIA - Research and Innovation action

Coordinatore

TECHNISCHE UNIVERSITAET WIEN
Contribution nette de l'UE
€ 467 500,00
Indirizzo
KARLSPLATZ 13
1040 Wien
Austria

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Regione
Ostösterreich Wien Wien
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 467 500,00

Partecipanti (6)