Opis projektu
Wytwarzanie i badanie atomowych systemów kwantowych w materiałach dwuwymiarowych
Możliwość tworzenia i kontrolowania połączonych stanów kwantowych jest podstawą kwantowych technologii informacyjnych. Manipulowanie spinem elektronu związane z występowaniem centrów barwnych w materiałach 2D może ostatecznie wyeliminować potrzebę utrzymywania technologii kwantowych w środowisku kriogenicznym. Jednak na drodze do wykorzystania pełnego potencjału systemów kubitów atomowych stoi brak wiedzy atomistycznej na temat ich właściwości. Celem badaczy z finansowanego ze środków UE projektu AQE2D jest rozwiązanie tego problemu dzięki wykorzystaniu przełomowych odkryć z zakresu kontroli syntetycznej materiałów 2D oraz ultraszybkich sond jednoatomowych. Wytwarzanie materiałów 2D z atomową precyzją, a także uzyskanie na niespotykaną dotąd skalę wglądu w atomowe emitery kwantowe może zrewolucjonizować detekcję kwantową oraz kwantowe technologie informacyjne.
Cel
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.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- inżynieria i technologiainżynieria materiałowabarwy
- nauki przyrodniczenauki fizyczneoptykamikroskopia
- inżynieria i technologiainżynieria elektryczna, inżynieria elektroniczna, inżynieria informatycznainżynieria elektronicznasprzęt komputerowykomputer kwantowy
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
8600 Dubendorf
Szwajcaria