Projektbeschreibung
Mikrowellen-zu-optische-Photonen-Konverter könnten skalierbare Quantencomputer ermöglichen
Mit Mikrowellen gesteuerte Qubits sind ein sich schnell entwickelnder Ansatz für Quantencomputer. Allerdings lassen sich die Qubits sehr leicht von Umgebungsstörungen beeinflussen, weshalb sie auf sehr niedrigen Temperaturen gehalten werden müssen. Qubits mit größeren Systemen zu verbinden, ohne dass sie dabei ihre empfindlichen Quanteneigenschaften verlieren, erweist sich als schwierig, was ihre Verwendung außerhalb des Labors einschränkt. Optische Photonen besitzen ein großes Potential für die Lösung dieses Problems, da sie sich bei Raumtemperatur mit nur geringem Rauschen ausbreiten können. Das EU-finanzierte Projekt QUSCALE plant, skalierbare Konverter zu bauen, die Mikrowellen in optische Qubits umwandeln. Es ist zu erwarten, dass die neuen Konverter größere Quantenprozessoren und -netzwerke ermöglichen. Dies könnte soweit gehen, dass sie auf dem Quantencomputer nützliche Aufgaben erfüllen, welche die Fähigkeiten klassischer Systeme weit übersteigen.
Ziel
Coherent quantum systems are globally pursued in the race to build a compelling technology. One fast-developing approach uses high-fidelity microwave qubits. Major research efforts in academia and industry are demonstrating an elementary form of supremacy over classical technology by moving to tens and hundreds of such cryogenic qubits. However, it is currently impossible to connect the qubits well beyond a single refrigerator while preserving their fragile quantum properties limiting their use outside the laboratory.
Optical photons, with their long-distance and near-noiseless propagation along room-temperature fibers, are uniquely placed to tackle this challenge. In QUSCALE, we will realize deployable converters between microwave and optical photons. We will build chips that convert between microwave and optical quantum information. The chips will let us increase the size of emerging quantum processors and networks to a level where we can perform useful tasks beyond the reach of classical systems.
To find use outside the laboratory, the converters must minimize the energy that is dissipated per converted qubit between microwaves and optics. Dissipated energy will determine whether microwave quantum processors can scale up via optics. We will achieve major reductions in the dissipated energy per converted qubit. The proposed devices will create a fundamentally new tool for physicists and engineers. They will enable a series of increasingly impactful networking tasks on the way to entanglement between distant microwave qubits, addressing an urgent need for optical interconnects between microwave quantum processors.
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.
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