Projektbeschreibung
Entwicklung und Untersuchung von atomaren Quantensystemen in 2D-Materialien an der Raum-Zeit-Grenze
Die Erzeugung und Steuerung zusammenhängender Quantenzustände ist das Herzstück der Quanteninformationstechnologien. Die Manipulation des Elektronenspins in Verbindung mit Farbzentren in 2D-Materialien könnte die Notwendigkeit beseitigen, dass Quantentechnologien an kryogene Umgebungen gebunden sind. Die Entwicklung des vollen Potenzials dieser atomaren Qubit-Systeme wird jedoch dadurch behindert, dass es keinen atomistischen Einblick in ihre Eigenschaften gibt. Das EU-finanzierte Projekt AQE2D soll diese Hürde überwinden, indem es bahnbrechende Entwicklungen bei der synthetischen Steuerung von 2D-Materialien und ultraschnellen Einzelatom-Sonden nutzt. Die atomgenaue Herstellung von 2D-Materialien und ein noch nie dagewesener Einblick in atomare Quantenemitter könnten die Quantensensorik und die Quanteninformation revolutionieren.
Ziel
The ability to create and control connected quantum states established the advent of quantum information technologies (Q-IT). Manipulation of the electron spin associated with colour centres in solid state crystals is one of the pillar technologies that could eventually push Q-IT beyond cryogenic environments. Exploitation of the full potential of these atomic qubit systems is, however, hampered by two key challenges: the lack of atomistic insights into their properties, and the ability to place them with the required fidelity and atomic spatial precision.
Here I propose to converge recent breakthrough developments in the synthetic control of two-dimensional (2D) materials and ultra-fast, single-atom resolving probes to overcome these challenges. Specifically, I will develop a platform for electro-optically addressable spin qubits (Atomic Quantum Emitters, AQEs) in 2D materials based on atomic dopants in transition metal dichalcogenide (TMD) monolayers and molecular spin systems in 2D covalent organic frameworks (2D-COFs). These systems will provide an ideal platform to generate AQEs by chemical design, to control the mesoscopic environment averting variability between emitters, to achieve atomically precise spatial placement, to identify and eliminate decoherence channels, and to develop high-fidelity scalable pumping schemes.
The proposed construction of a spin-polarized ultrafast THz scanning probe microscope with optical detection capabilities will enable the direct correlation of structural, electronic, magnetic, and optical properties of individual AQEs with simultaneous atomic spatial resolution and picosecond time resolution. This will open new frontiers in the spatio-temporal characterization and control of solid-state AQE systems.
The atomically precise engineering of 2D quantum materials and unprecedented microscopic insights into AQEs bear transformative potential for the field of quantum sensing, communication and information processing.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- Technik und TechnologieWerkstofftechnikFarben
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenOptikMikroskopie
- Technik und TechnologieElektrotechnik, Elektronik, InformationstechnikElektrotechnikHardwareQuantencomputer
Sie müssen sich anmelden oder registrieren, um diese Funktion zu nutzen
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-STG
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
8600 Dubendorf
Schweiz