프로젝트 관련 뉴스

PANDA: 배열을 통한 광자-원자 비선형성 및 결정론적 애플리케이션

광자의 양자 특성(저손실 장거리 전송, 대량의 양자 정보를 단일 채널로 다중화, 표준 상온 환경에서의 작동)은 확장 가능한 양자 컴퓨팅(QC)에 큰 가능성을 제시합니다. 그러나 양자 회로에는 광자-광자 상호 작용이 필요하기 때문에 양자 정보 처리(QIP)에는 낮은 상호 작용이 큰 약점입니다. 지금까지 두 광자 간 상호작용은 낮은 효율로 확률적으로만 이루어지거나, 실제 QIP를 구현하기에는 오차가 너무 큰 중개자를 통해 개별 광자 간에 이루어졌습니다.

PANDA는 집단 효과를 활용하여 무손실, 결정론적 광자-광자 상호작용을 구현하기 위해 세심하게 설계된 서브파장 간격의 중성 스트론튬 원자 배열인 광자 양자 컴퓨터의 기반을 구축하는 야심찬 핵심 목표를 가지고 있습니다. 새로운 고효율 단일 광자 처리와 결합하여 다양한 QIP 애플리케이션에서 강력하고 효율적이며 제어 가능한 비선형 연산을 위한 강력한 플랫폼을 구축할 것입니다. 여기에는 전례 없는 효율성과 반복 속도를 갖춘 결정론적 2광자 양자 게이트가 포함됩니다. 특히 양자 광장의 장점을 충분히 활용하지만 결정론적 비가우시안 광자 상태 생성의 부족으로 인해 퀀텀 플래그십에서 다루지 않는 연속 변수(CV) QIP, 특히 측정 기반 QC에 플랫폼을 적용할 것입니다. 결정론적 광자 감산을 위한 플랫폼을 사용하면 이 문제를 해결할 수 있으며, 앞으로 개발할 CV 이론 로드맵을 통해 포토닉 QC를 위한 길을 열 수 있습니다. 또한, 2광자 게이트는 이산변수 QIP에도 적용할 수 있어 PANDA는 여러 가능한 포트폴리오 프로젝트에 상호 보완적인 위치에 놓이게 될 것입니다.

PANDA는 시장성 있는 지적 재산권을 확보하고 야심찬 목표를 달성할 수 있는 핵심 기술을 개발하는 데 필요한 전문 지식을 갖춘 선도적인 연구 그룹과 중소기업의 세계적 수준의 실험가 및 이론가들을 통합합니다.

프로젝트 정보

• 부여 계약 ID: 101115420
• DOI: 10.3030/101115420
• 시작일: 2023년 11월 1일
• 종료일: 2027년 10월 31일
• 아래에서 자금을 지원합니다: 유럽 혁신 위원회(EIC)
• 총 비용: € 3 984 437,50
• 조정자 소르본 대학교, 프랑스

출판물

• 만, C. R., 안드레올리, F., 프로첸코, V., 레나르치치, Z., & 창, D. (2024). 초파장 원자 배열의 선택적 방사. arXiv 사전 인쇄물 arXiv:2402.06439.

이벤트

수신

공동 작업자

• 니콜라스 트렙스 - 소르본 대학교, 코디네이터
• 발렌티나 파리기 - 소르본 대학교
• 알렉산드라 셰레메트 - 파스칼
• 발레리안 틸 - 파스칼
• 로익 앙리에 - 파스칼
• 대릭 창 - ICFO
• 앙투안 브로와이스 - 인스티튜트 디 옵틱 테오리크 에 아플리케
• 이고르 페리에-바부 - 인스티튜트 디 옵틱 테오리크 에 아플리케
• 니콜라이 월터 - 픽셀 포토닉스 GmbH
• 블라딕 하트만 - 픽셀 포토닉스 GmbH

이 컨소시엄은 2022년 EIC 패스파인더 챌린지의 다른 수상자들과 협력하고 있습니다: 양자 정보 처리, 통신 및 센싱에 대한 대안적 접근법. 목표는 새로운 기술 개발을 위해 협력하고 잠재적인 산업화를 연구하여 새로운 기술의 출현을 가속화하는 것입니다. 자매 프로젝트는 다음과 같습니다:

• Veriqub: 보손을 사용한 양자 컴퓨팅 아키텍처의 효율적인 검증

양자 디바이스는 계산, 암호화, 통신, 센싱 분야에서 큰 가능성을 제시합니다. 양자 정보 처리에 대한 대안으로 보손 모드를 정보 운반체로 사용하는 접근 방식은 본질적으로 큰 힐버트 공간 덕분에 하드웨어적으로 효율적인 내결함성 및 확장성 경로를 제공하기 때문에 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. 그러나 이러한 유망한 보소닉 아키텍처의 올바른 작동을 엄격하게 보장해야 하는 문제가 있는데, 이를 양자 검증이라고 합니다. 현재까지 이 검증은 범용 단층 촬영 기법으로 수행되고 있는데, 이는 대규모 양자 시스템에서는 빠르게 다루기 어려워집니다. 따라서 양자 장치가 실제 이점을 얻기 위해 확장됨에 따라 다른 방법이 필요합니다.

"베리콥은 연속 변수 측정에 기반한 보손을 사용하여 양자 컴퓨팅 아키텍처를 검증하는 새로운 접근 방식을 도입할 것입니다. 베리콥의 기술 툴박스는 크게 두 가지 요소로 구성됩니다:

1. 최첨단 기술을 훨씬 뛰어넘는 광학 및 초전도 아키텍처를 위한 다중 모드 보손 시스템의 검증을 실험적으로 시연하고, 검증된 양자 계산 속도 향상을 최초로 시연할 예정입니다.
2. 우리는 우리 기여의 근본적인 이점을 정의하는 이론적 틀을 개발할 것이며, 특히 자원이 풍부한 보손 양자 소자를 식별하고 검증하는 데 중점을 둘 것입니다."

베리콥 컨소시엄은 이 프로젝트의 야심찬 비전을 달성하고 최첨단 검증 기술 툴박스를 구축하여 보소닉 양자 컴퓨팅 아키텍처를 확장하고 유럽을 이 분야의 리더로 자리매김할 수 있는 이상적인 위치에 있는 세계 최고의 과학 파트너들로 구성되어 있습니다.

웹 / LinkedIn

• 하이징버그: 아이싱 해밀턴을 위한 공간 양자 광학 어닐러

하이징버그는 실험, 이론, 알고리즘 및 제어 측면을 고려하여 현재의 최첨단 양자 시뮬레이터에 대한 확장 가능한 에너지 효율적인 대안으로 XY 스핀 해밀턴에 기반한 새로운 정보 처리 플랫폼을 개발하는 것을 목표로 합니다. 이 프로젝트는 완전히 개발하기 위해 설계되었습니다:

1. 핵심 광전자 시스템 하드웨어입니다,
2. 스핀을 인코딩하고 상호 결합을 제어하는 새로운 접근 방식입니다,
3. 어닐링 프로세스의 최적화와 실제 문제에 대한 최적의 매핑을 위한 맞춤형 알고리즘을 제공합니다,
4. 양자 연산 체제를 설명하기 위해 기존 이론 모델을 일반화한 것입니다,
5. 양자 연산에 대한 실험적 실현과 측정의 발전, 그리고 마지막으로,
6. 머신의 강력한 배포를 위한 전용 제어 및 인터페이스 소프트웨어를 개발했습니다.

• ARTEMIS: 온칩 통합 정량 광원을 위한 분자 재료

ARTEMIS는 금속 분자 화합물을 기반으로 통합 가능한 단일 및 얽힌 광자 소스를 개발하기 위한 기초 연구를 제안합니다. 이 프로젝트는 전례 없는 다양성, 유연성 및 성능을 갖춘 새로운 양자 소스에 대한 긴급한 필요성에 의해 추진됩니다. 이 목표는 전이 금속 및/또는 유기 모티브를 가진 란타나이드 이온을 기반으로 하는 분자 물질에 의존함으로써 추구되며, 조정 가능한 선형 다운시프트 방출과 주문형 단일 광자 및 얽힌 광자 페어/트리플렛 생성을 가능하게 하는 비선형 광학 특성을 특징으로 하는 것이 특징입니다. 이러한 유연하고 가공 가능한 금속 유기 물질은 벌크 무기 결정에 기반한 기존의 양자 광원을 대체하여 파장 조정이 가능한 양자 소스를 현재 장치에 직접 통합할 수 있게 해줍니다. 분자 양자 소스는 최고의 광학 향상을 달성하기 위해 적절하게 설계된 플라즈모닉 초나노 구조 캐비티와 결합될 것입니다. 제안된 진전은 최첨단 합성 기술과 나노 포토닉스 엔지니어링 전략과 통합된 고급 특성화 방법을 통해 이루어질 것입니다. 이 프로젝트에서 개발되는 장치와 방법은 일관성, 효율성, 확장성 및 비용 측면에서 경쟁력 있는 성능을 갖춘 광원으로 이어질 것입니다. 고위험/고이득 프로젝트 목표를 달성하려면 분자 화학, 선형 및 비선형 광학 특성화, 양자 측정 간의 지속적인 피드백이 필요합니다. 화학에서 양자 광학, 물리학, 플라즈모닉스 및 이미징에 이르기까지 다양한 분야에서 일하는 우수한 과학자들이 참여하기 때문에 제안된 프로젝트의 높은 학제 간 특징을 강조하는 것이 중요합니다. 일반적으로 참여 연구진의 강력한 학제 간 특성은 혁신적인 방법과 기술 개발에 크게 기여할 뿐만 아니라 양자 포트폴리오의 다른 프로젝트와 보다 쉽게 협업할 수 있을 것으로 기대됩니다.

• Q-One: 엑시톤-폴라리톤 기반 양자 광학 네트워크

Q-ONE은 빛의 양자 상태를 감지하고 생성하는 새로운 접근 방식을 탐구하는 것을 목표로 합니다. 이 프로젝트 아이디어는 양자 물리와 응용 인공 지능 사이의 경계에 위치합니다. 이 컨소시엄은 뉴로모픽 컴퓨팅의 원리를 사용하여 다양한 양자 상태를 인식, 특성화 및 생성할 수 있는 강력하게 상호 작용하는 광자(엑시톤-폴라리톤)를 기반으로 하는 새로운 장치를 구현하는 것을 목표로 합니다. 우리는 최첨단 상호 작용을 사용하여 양자 상태를 덴티피케이션하고 생성하기 위해 폴라리톤 비선형 노드로 구성된 양자 신경망(QNN)의 특성을 활용할 것을 제안합니다. 이 매우 혁신적인 아이디어는 대규모 병렬 컴퓨팅 작업을 시뮬레이션이 아닌 물리적으로 실현하는 QNN의 여기로서 상태의 공진 주입에 의존합니다.