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Cavity mediated entanglement of trapped ion qubit arrays for quantum information processing Long-coherence times, high-fidelity individual-ion control and entanglement-mediating Coulomb interactions make trapped-ion qubits a very attractive platform for quantum information processing (QIP). Entangling gates performed by... ver más

12/10/2023

ETH Zürich

266K€

Presupuesto del proyecto: 266K€

Líder del proyecto

EIDGENOESSISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE ZUERICH No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Fecha límite participación Sin fecha límite de participación.

Ver 4 Participantes

Financiación concedida El organismo H2020 notifico la concesión del proyecto el día 2023-10-12

MSCA-IF-2017: Individual Fellowships

I+D

Cerrada hace 7 años

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4 Participantes

ETH Zürich

265.84K€ | Lider

BODEGAS BAIGORRI

223.74K€ | Participante

MASSACHUSETTS INSTITUTE OF T...

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Duración del proyecto: 65 meses Fecha Inicio: 2018-04-26
Fecha Fin: 2023-10-12

Líder del proyecto

EIDGENOESSISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE ZUERICH No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Presupuesto del proyecto 266K€

Fecha límite de participación Sin fecha límite de participación.

Descripción del proyecto Long-coherence times, high-fidelity individual-ion control and entanglement-mediating Coulomb interactions make trapped-ion qubits a very attractive platform for quantum information processing (QIP). Entangling gates performed by coupling the internal states of ions in the same potential well via their shared motional mode have recently reached the high fidelities necessary for the implementation of quantum error correction protocols which can enable fault-tolerant QIP. However, scaling this type of gate up to long ion chains (>20 ions) is not feasible: large ion numbers lead to crowding of the motional mode spectrum of the chain, eventually preventing addressing of specific modes. Cavity-mediated ion-photon coupling is a promising avenue to scalability. Photons emitted into a shared cavity mode can be used as a quantum bus to entangle short ion arrays. If implemented between arrays of N ions, this photonic interface benefits from an N-fold enhancement of the ion-photon coupling. Strong collective coupling has been shown with neutral atoms and 3D ion crystals, but has not been performed in a system with individual-qubit control and Coulomb-mediated entanglement capabilities. Prof.Vuletic’s MIT group operates a multi-zone ion trap which holds several linear ion arrays (of up to 20 ions each) spaced along the trap axis and features an integrated macroscopic optical cavity. Cooperativity measurements indicate that the strong-coupling regime should be achievable with this apparatus for cavity-mediated entanglement of arrays as short as 5 ions in length. As an MSCA fellow, I will use this trap to pursue the first demonstration of cavity-mediated entanglement of two spatially separate ion arrays. Upon returning, I will join ETH's effort to integrate micro-machined cavities into ion traps and use them to demonstrate strong ion-cavity coupling in a scalable environment, an essential step in the drive to build large-scale photonically-interfaced quantum computers.

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