Ultrafast arbitrary waveform generator for experiments in quantum computing, quantum simulation, and relativistic quantum information with superconducting circuits

用于量子计算、量子模拟和超导电路相对论量子信息实验的超快任意波形发生器

基本信息

  • 批准号:
    RTI-2021-00269
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.93万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Research Tools and Instruments
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2020-01-01 至 2021-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Quantum information is a fast developing area of research, at the intersection of science and engineering. This research combines fundamental investigations into the nature of information and practical applications in quantum computing and quantum simulation. We request funding for the purchase of a ultrafast arbitrary waveform generator for experiments in quantum physics and engineering. This equipment is used to generate electrical signals needed to control the dynamics of quantum systems. It will enable a variety of experiments at the forefront of quantum information, done with superconducting quantum devices. These devices are one of the most promising candidates for quantum computing. In the field of quantum computing, the equipment will be used to control the state of the basic units of quantum computer, the quantum bits, in ways that were not possible in the past, with direct prospects for improving the fidelity of quantum gates a critical aspect of quantum computing. In addition, this system will allow exploration of a generalization of quantum computing based on multi-level systems. Another area of research is quantum simulation, where this system will be applied to experimentally study the paradigmatic spin-boson model, a widely used quantum model for open systems interacting with their environment, and quantum field theory models. A different avenue is the development of fundamental tests of relativistic quantum information, a new field that explores the role of relativistic concepts in quantum information, and has been experimentally largely unexplored. The requested equipment will be at the core of a comprehensive and multidisciplinary training program. The use of this instrument will provide students, postdoctoral fellows, and staff members with the opportunity to learn advanced techniques in digital and analog fast electronics. In addition, the experiments enabled by this equipment will allow students to learn techniques of microfabrication, software development, numerical simulations, vacuum, mechanical design, and cryogenics, as well as theoretical background in quantum information, condensed matter, and quantum optics. These skills are applicable to a broad spectrum of areas in industry, in the fields of electronics, optics, telecommunications, and quantum computing, as well as to many academic research fields.
量子信息是科学与工程交集的研究的快速发展领域。这项研究结合了对量子计算和量子模拟中信息性质和实际应用的基本研究。 我们要求购买用于量子物理和工程实验的超快任意波形生成器的资金。该设备用于生成控制量子系统动力学所需的电信号。它将通过超导量子设备进行量子信息的最前沿进行多种实验。这些设备是量子计算最有前途的候选者之一。 在量子计算领域,该设备将用于控制量子计算机基本单元的状态,量子位,以过去不可能的方式来控制量子位,并直接前景来改善量子门的忠诚度,这是量子计算的关键方面。此外,该系统将允许探索基于多级系统的量子计算的概括。研究的另一个领域是量子仿真,该系统将应用于实验研究范式旋转玻璃模型,这是一种与环境相互作用的开放系统和量子场理论模型的广泛使用的量子模型。不同的途径是开发相对论量子信息的基本测试,这是一个探索相对论概念在量子信息中的作用的新领域,并且在实验上已经很大程度上没有探索。 要求的设备将是一项全面和多学科培训计划的核心。该乐器的使用将为学生,博士后研究员和员工提供学习数字和模拟快速电子技术的高级技术的机会。此外,该设备启用的实验将使学生能够学习微加工,软件开发,数值模拟,真空,机械设计和低温的技术,以及量子信息,凝结物质和量子的理论背景。这些技能适用于行业,电子,光学,电信和量子计算领域的广泛领域,以及许多学术研究领域。

项目成果

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  • 资助金额:
    $ 10.93万
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知道了