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AQSuS

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Analog Quantum Simulation using Superconducting Qubits

AQSuS aims at experimentally implementing analogue quantum simulation of interacting spin models in two-dimensional geometries. The proposed experimental approach paves the way to investigate a broad range of currently inaccessibl... ver más

31/12/2022

UIBK

1M€

Presupuesto del proyecto: 1M€

Líder del proyecto

UNIVERSITAET INNSBRUCK No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 4-5

Fecha límite participación Sin fecha límite de participación.

Ver 3 Participantes

Financiación concedida El organismo H2020 notifico la concesión del proyecto el día 2022-12-31

ERC-2016-STG: ERC Starting Grant

I+D

Cerrada hace 9 años

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3 Participantes

UIBK

751.33K€ | Lider

AIRBUS OPERATIONS

420.66K€ | Participante

OEAW

747.19K€ | Participante

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Duración del proyecto: 70 meses Fecha Inicio: 2017-02-09
Fecha Fin: 2022-12-31

Líder del proyecto

UNIVERSITAET INNSBRUCK No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 4-5

Presupuesto del proyecto 1M€

Fecha límite de participación Sin fecha límite de participación.

Descripción del proyecto AQSuS aims at experimentally implementing analogue quantum simulation of interacting spin models in two-dimensional geometries. The proposed experimental approach paves the way to investigate a broad range of currently inaccessible quantum phenomena, for which existing analytical and numerical methods reach their limitations. Developing precisely controlled interacting quantum systems in 2D is an important current goal well beyond the field of quantum simulation and has applications in e.g. solid state physics, computing and metrology. To access these models, I propose to develop a novel circuit quantum-electrodynamics (cQED) platform based on the 3D transmon qubit architecture. This platform utilizes the highly engineerable properties and long coherence times of these qubits. A central novel idea behind AQSuS is to exploit the spatial dependence of the naturally occurring dipolar interactions between the qubits to engineer the desired spin-spin interactions. This approach avoids the complicated wiring, typical for other cQED experiments and reduces the complexity of the experimental setup. The scheme is therefore directly scalable to larger systems. The experimental goals are: 1) Demonstrate analogue quantum simulation of an interacting spin system in 1D & 2D. 2) Establish methods to precisely initialize the state of the system, control the interactions and readout single qubit states and multi-qubit correlations. 3) Investigate unobserved quantum phenomena on 2D geometries e.g. kagome and triangular lattices. 4) Study open system dynamics with interacting spin systems. AQSuS builds on my backgrounds in both superconducting qubits and quantum simulation with trapped-ions. With theory collaborators my young research group and I have recently published an article in PRB [9] describing and analysing the proposed platform. The ERC starting grant would allow me to open a big new research direction and capitalize on the foundations established over the last two years.

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