Descripción del proyecto
EL PRINCIPAL OBJETIVO DEL PROYECTO ES EL DESARROLLO DE SOLUCIONES PARA LA IMPLEMENTACION DE APLICACIONES PRACTICAS DE LAS TECNOLOGIAS CUANTICAS, CONTRIBUYENDO A SOLUCIONAR LA MAYOR LIMITACION QUE IMPIDE SU DESARROLLO: LA IMPOSIBILIDAD DE ESCALAR A LOS MILLONES DE QUBITS/QUDITS QUE SE ESPERA PARA SU USO PRACTICO. EL OBJETIVO GENERAL ES DISEÑAR Y FABRICAR UN SYSTEM-ON-CHIP QUE REALICE OPERACIONES CON TECNICAS TIPO QUANTUM OPTIMAL CONTROL THEORY (QOCT) Y VALIDARLO EN EL ESCENARIO REALISTA FORMADO POR SPIN QUDITS EN UNA MOLECULA [173YB(TRENSAL)] ACOPLADA A UNA CAVIDAD SUPERCONDUCTORA.ESTA PROPUESTA BUSCA PONER EN VALOR LOS RESULTADOS DEL PROYECTO DE REFERENCIA (PID2020-114110RA-I00), EN EL QUE SE HA CONTRIBUIDO A LA SOLUCION MAS PROMETEDORA A ESTE PROBLEMA, EL USO DE LA TECNOLOGIA CMOS, INHERENTEMENTE ESCALABLE, PARA IMPLEMENTAR ICS QUE INTERACTUEN CON LAS ENTIDADES CUANTICAS EN UN ENTORNO CRIOGENICO. EL PROYECTO DE REFERENCIA ESTABA ORIENTADO A MEJORAR EL ESTADO DEL ARTE DE CRYO-CMOS, ELABORANDO UN MARCO TEORICO DE OPERACION PARA SU MOLDEADO A NIVEL SPICE, Y DISEÑANDO Y VALIDANDO CELDAS BASICAS DE ELECTRONICA DE CONTROL Y LECTURA EN COMPUTADORES CUANTICOS.ESTE PROYECTO TOMARA ESTOS RESULTADOS, QUE CORRESPONDEN A UN NIVEL DE MADUREZ TECNOLOGICA TRL3, COMO PUNTO DE PARTIDA PARA DESARROLLAR Y VALIDAR EN UN ESCENARIO REALISTA UNA PLATAFORMA INTEGRADA PARA EL CONTROL OPTIMO DE QUDITS. ESTO, QUE PERMITIRA ALCANZAR TRL5, ES UN PASO FUNDAMENTAL PARA LA REALIZACION PRACTICA DE COMPUTADORES CUANTICOS CON MILLONES DE QUDITS, UN ESCENARIO QUE NO ES POSIBLE CON EL ENFOQUE ACTUAL DE INTERACTUAR CON LOS QUDITS USANDO INSTRUMENTACION, EL MAYOR CUELLO DE BOTELLA PARA EL DESARROLLO DE TECNOLOGIAS CUANTICAS.PARA ALCANZAR ESTE OBJETIVO SE PLANTEAN TRES OBJETIVOS ESPECIFICOS. PRIMERO SE FABRICARA UN IC QUE GENERE UNA SEÑAL DE RF SINTONIZADA A LA DE EXCITACION DE LAS TRANSICIONES CUANTICAS EN EL QUDIT [173YB(TRENSAL)]. DESPUES SE PROGRAMARAN ALGORITMOS DE CONTROL BASADOS EN QOCT UN SETUPS MULTI-FRECUENCIALES PARA OPTIMIZAR DICHAS TRANSICIONES CUANTICAS, LOGRANDO PUERTAS MAS RAPIDAS Y MINIMIZANDO LOS EFECTOS DE DECOHERENCIA. FINALMENTE, SE FABRICARA UN IC QUE GENERE UN RANGO DE SEÑALES DE RF SINTONIZADAS PARA CREAR PULSOS OPTIMIZADOS BASADOS EN QOCT, LOGRANDO PUERTAS CON TIEMPOS CORTOS Y ALTA FIDELIDAD. EL SINTETIZADOR JUNTO CON EL SISTEMA DE CONTROL QOCT SE COMBINARA EN UN SOC PARA FORMAR LA PLATAFORMA DE CONTROL OPTIMO DE QUDITS QUE ES EL OBJETIVO DE ESTA PROPUESTA.EL GRUPO DE DISEÑO ELECTRONICO (GDE) DEL INSTITUTO DE INVESTIGACION EN INGENIERIA DE ARAGON (I3A) Y LA UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA (UZ) TIENE EXTENSA EXPERIENCIA EN LA INVESTIGACION, DESARROLLO Y TRANSFERENCIA DE CIRCUITOS INTEGRADOS ANALOGICOS Y DIGITALES PARA APLICACIONES OPTOELECTRONICAS, DE RADIOFRECUENCIA Y CRYO-CMOS, Y ESTE PROYECTO CONTRIBUIRA A REFORZAR NUESTRA POSICION COMO UN GRUPO COMPETITIVO A NIVEL EUROPEO TAMBIEN EN LO REFERENTE A LA TRANSFERENCIA DE CONOCIMIENTO.LA NECESIDAD DE ADQUIRIR COMPETENCIAS TECNOLOGICAS EN ESTA AREA SE MARCA EN LOS OBJETIVOS DE LA LINEA ESTRATEGICA DE MUNDO DIGITAL, INDUSTRIA, ESPACIO Y DEFENSA DE LA ESTRATEGIA ESPAÑOLA DE CIENCIA, TECNOLOGIA E INNOVACION 2021-2027, Y DEL MARCO HORIZON EUROPE, EN EL QUE LA COMISION EUROPEA LANZO SU QUANTUM TECHNOLOGY FLAGSHIP PROGRAM. ADEMAS, EL PROYECTO ESTRATEGICO DE MICROELECTRONICA Y SEMICONDUCTORES (PERTE CHIP) BUSCA REFORZAR LAS CAPACIDADES DE LA INDUSTRIA MICROELECTRONICA Y DE SEMICONDUCTORES EN ESPAÑA Y EUROPA. CRYO-CMOS\SYSTEM-ON-CHIP\SEÑAL MIXTA\IC CONTROL Y READOUT\MMIC\RFIC\TECNOLOGIAS CUANTICAS