QC:SCALE - Quantum Circuits: Systematically Controlling And Linking Emitters for integrated solid state photonics platforms

QC:SCALE - 量子电路:系统地控制和链接集成固态光子平台的发射器

基本信息

  • 批准号:
    EP/W006685/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 109.27万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2022 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This project investigates a promising solid state architecture that could be extended to build a quantum information processor. We focus on a well understood system, the NV-defect centre in diamond. This centre has a ground state spin that is well coupled to photons such that arrays of spins coupled by low loss waveguides can be envisaged. However the solid state brings increased decoherence and spectral non-uniformity compared to atomic systems. It also brings the prospect of building spin and photonic interfaces at scale, using nanofabrication. Here we aim to individually address solid-state emitters control their spin and make them spectrally indistinguishable thus ensuring high fidelity spin quantum bits linked by waveguides on a chip. While most of the focus of the solid-state quantum photonics community has been devoted to finding an ideal solid-state emitter that exhibits atom-like properties, relatively little effort has been spent on figuring out how one can build complex opto-electronic systems around them enabling precise optical and spin control. This is especially important, given that traditional top-down semiconductor manufacturing methods cannot be directly applied to such bottom-up systems. Since a fully error corrected quantum computer will need O(1E6) qubits and even near-term noisy intermediate scale quantum (NISQ) devices need O(1E2) to demonstrate computational quantum supremacy, there is an urgent need to establish that bottom up systems employing solid state emitters can be scaled up to be competitive with top-down fabricated systems (such as those employed for linear optics and superconducting circuits). The NV- centre provides a room-temperature quantum system with optical and spin degrees of freedom that can be accessed and manipulated and this room temperature readout makes the NV- centre attractive for rapid iteration and prototyping of devices, both in the electrical and optical domain. In addition, the ready availability of high coherence NV- centres in nanodiamond form allows us to directly implement bottom-up manufacturing methods, originally developed in the bio-chemistry domain, such as precision localisation and templated self-assembly to solid state quantum optics.
该项目研究了一种有前景的固态架构,可以扩展该架构来构建量子信息处理器。我们专注于一个众所周知的系统,即钻石中的 NV 缺陷中心。该中心具有与光子良好耦合的基态自旋,使得可以设想通过低损耗波导耦合的自旋阵列。然而,与原子系统相比,固态会增加退相干性和光谱不均匀性。它还带来了利用纳米加工大规模构建自旋和光子界面的前景。在这里,我们的目标是单独解决固态发射器控制其自旋并使它们在光谱上无法区分,从而确保通过芯片上的波导连接的高保真自旋量子位。虽然固态量子光子学界的大部分注意力都致力于寻找一种具有类原子特性的理想固态发射器,但在弄清楚如何围绕其构建复杂的光电系统方面投入的精力相对较少。它们能够实现精确的光学和旋转控制。鉴于传统的自上而下的半导体制造方法不能直接应用于这种自下而上的系统,这一点尤其重要。由于完全纠错的量子计算机将需要 O(1E6) 个量子位,甚至近期噪声中尺度量子 (NISQ) 设备也需要 O(1E2) 来证明计算量子霸权,因此迫切需要建立采用自下而上的系统固态发射器可以按比例放大,以与自上而下制造的系统(例如用于线性光学和超导电路的系统)竞争。 NV-中心提供了具有可访问和操纵的光学和自旋自由度的室温量子系统,并且这种室温读数使NV-中心对于电学和光学领域的设备的快速迭代和原型设计具有吸引力。此外,纳米金刚石形式的高相干性NV中心的现成使我们能够直接实施最初在生物化学领域开发的自下而上的制造方法,例如精确定位和固态量子光学的模板化自组装。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Robotic Vectorial Field Alignment for Spin-Based Quantum Sensors.
基于自旋的量子传感器的机器人矢量场对准。
Heterogeneous Integration of Solid-State Quantum Systems with a Foundry Photonics Platform
固态量子系统与铸造光子学平台的异构集成
  • DOI:
    10.1021/acsphotonics.3c00713
  • 发表时间:
    2023-09-20
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Weng, Hao-Cheng;Monroy-Ruz, Jorge;Matthews, Jonathan C. F.;Rarity, John G.;Balram, Krishna C.;Smith, Joe A.
  • 通讯作者:
    Smith, Joe A.
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Krishna Coimbatore Balram其他文献

Krishna Coimbatore Balram的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Krishna Coimbatore Balram', 18)}}的其他基金

New directions in piezoelectric phononic integrated circuits: exploiting field confinement (SOUNDMASTER)
压电声子集成电路的新方向:利用场限制(SOUNDMASTER)
  • 批准号:
    EP/Z000688/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 109.27万
  • 项目类别:
    Research Grant
ECCS-EPSRC Micromechanical Elements for Photonic Reconfigurable Zero-Static-Power Modules
用于光子可重构零静态功率模块的 ECCS-EPSRC 微机械元件
  • 批准号:
    EP/X025381/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 109.27万
  • 项目类别:
    Research Grant
Next generation Acoustic Wave Filter Platform
下一代声波滤波器平台
  • 批准号:
    EP/W035359/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 109.27万
  • 项目类别:
    Research Grant
Guiding, Localizing and IMaging confined GHz acoustic waves in GaN Elastic waveguides and Resonators for monolithically integrated RF front-ends
用于单片集成射频前端的 GaN 弹性波导和谐振器中的有限 GHz 声波的引导、定位和成像
  • 批准号:
    EP/V005286/1
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 109.27万
  • 项目类别:
    Research Grant
SCREAM: Synthesizing and Controlling Resonant Electric and Magnetic near fields using piezoelectric micro-resonators
SCREAM:使用压电微谐振器合成和控制谐振电和磁近场
  • 批准号:
    EP/V048856/1
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 109.27万
  • 项目类别:
    Research Grant
GASP: Gallium Arsenide (III-V) photonic integrated circuits built like Silicon Photonics
GASP:砷化镓 (III-V) 光子集成电路,类似于硅光子学
  • 批准号:
    EP/V052179/1
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 109.27万
  • 项目类别:
    Research Grant

相似国自然基金

噪声环境下的大规模变分量子优化关键技术研究
  • 批准号:
    62302289
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
大规模混合集成三维高速光量子信息处理芯片
  • 批准号:
    62235012
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    289 万元
  • 项目类别:
    重点项目
大规模硅光量子器件的低温实现
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目
面向规模化光量子芯片的关键光子器件拓扑优化与实现研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
硅基超大规模集成的可编程光量子信息处理芯片
  • 批准号:
    62235001
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    292 万元
  • 项目类别:
    重点项目

相似海外基金

CAREER: FET: A Top-down Compilation Infrastructure for Optimization and Debugging in the Noisy Intermediate Scale Quantum (NISQ) era
职业:FET:用于噪声中级量子 (NISQ) 时代优化和调试的自上而下的编译基础设施
  • 批准号:
    2421059
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 109.27万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
RAISE-QAC-QSA: Open Quantum Systems on Noisy Intermediate-Scale Quantum Devices
RAISE-QAC-QSA:噪声中等规模量子设备上的开放量子系统
  • 批准号:
    2331441
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 109.27万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Quantum-enabled Nano-scale Rheology Of The Microbial Seawater Environment
微生物海水环境的量子纳米级流变学
  • 批准号:
    EP/X035689/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 109.27万
  • 项目类别:
    Research Grant
Quantum-enabled nano-scale rheology of the microbial seawater environment
微生物海水环境的量子纳米级流变学
  • 批准号:
    EP/X035905/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 109.27万
  • 项目类别:
    Research Grant
Convenient rapid and portable tool for the detection of ribonucleases
用于检测核糖核酸酶的方便、快速、便携的工具
  • 批准号:
    10760552
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 109.27万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了