Objectif
This project will investigate the construction of a single-issue (non-ensemble), spin-based solid-state (SBSS), quantum information processing device using endohedral fullerenes. The Group V C60 endohedrals have been shown to be well suited to SBSS quantum computing with long spin lifetimes, large hyperfine couplings, and separate endohedrals spin-coupled via a magnetic dipole coupling. One of the primary obstacles to the construction of a single-issue SBSS device is the lack of a single electron spin readout. The goals of this project are (I) to investigate a variety of candidate single-spin readout techniques and develop an efficient readout technology primarily for use with endohedral fullerenes; and (II) to concurrently develop single-issue quantum computer implementations based on endohedral fullerenes which ultimately uses the developed readout technique to perform few-qubit single-issue quantum information processing. This project will investigate the construction of a single-issue (non-ensemble), spin-based solid-state (SBSS), quantum information processing device using endohedral fullerenes. The Group V C60 endohedrals have been shown to be well suited to SBSS quantum computing with long spin lifetimes, large hyperfine couplings, and separate endohedrals spin-coupled via a magnetic dipole coupling. One of the primary obstacles to the construction of a single-issue SBSS device is the lack of a single electron spin readout. The goals of this project are (I) to investigate a variety of candidate single-spin readout techniques and develop an efficient readout technology primarily for use with endohedral fullerenes; and (II) to concurrently develop single-issue quantum computer implementations based on endohedral fullerenes which ultimately uses the developed readout technique to perform few-qubit single-issue quantum information processing.
OBJECTIVES
The primary objective is to develop a single-issue (non-ensemble), quantum computing device using Group V endohedral fullerenes. The primary thrust of the project's work will be to develop an efficient single electron spin readout technology for use with endohedral fullerenes. The project will investigate the use of Nano SQUIDS, Single Molecule Spectroscopy, Magnetic Resonance Force Microscope, STM-ESR and Single Fullerene Transistors as a means of reading out the spin state of the endohedral electrons. In parallel, we will investigate globally and locally addressed quantum computing architectures through the development of an integrated ESR microresonator together with on-chip generation of ultra-high magnetic field gradients to allow frequency addressing of individual endohedrals. The ultimate goal of the project will be to demonstrate few-qubit quantum information processing using the developed readout techniques.
DESCRIPTION OF WORK
The project work is primarily in two parts. The first part will investigate a number of techniques focusing on the ultimate readout of the spin of the electronic state of a single paramagnetic Group V endohedral molecule. These are molecules that consist of a Group V atom trapped within a fullerene carbon cage. The project will investigate performing electronic spin detection directly on the endohedrals using MRFM and Nano SQUID techniques. In addition, we will investigate readout systems which are specifically tailored for optimal single-electron spin detection in STM-ESR and Single Molecule Spectroscopy (SMS), as well as MRFM and Nano SQUID. These will be, organic free radicals, molecular magnets and nano-crystalline N-V colour centers in Diamond. The project will also investigate the coupling of these separate readout systems to the endohedrals, both chemically and physically, to establish an indirect method of reading out the spin state of the single endohedral. We will also investigate an electro-mechanical spin readout via a single molecule fullerene transistor. The second area of the project will investigate the implementation of various single-issue SBSS quantum computing architectures involving Group V endohedrals. We will build on previous designs for a globally addressed (cellular automata), and locally addressed architectures. The project will construct a integrated on-chip ESR microresonator spectrometer which will be specifically suited for small spin samples. In addition we will investigate the possibility of frequency addressing the endohedral spins by the application of ultra-high on-chip magnetic field gradients. The final goal for the project will be to demonstrate few-spin single-issue quantum information processing using the developed readout technology and to further investigate the scalability of both the locally and globally addressed quantum computing architectures
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
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- ingénierie et technologie ingénierie des materiaux couleurs
- sciences naturelles sciences physiques optique microscopie
- ingénierie et technologie génie électrique, génie électronique, génie de l’information ingénierie électronique matériel informatique calculateur quantique
- sciences naturelles sciences physiques optique spectroscopie
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Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Données non disponibles
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Coordinateur
MAYNOOTH, CO. KILDARE
Irlande
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.