FEMTOGAPENGINE

Aktivna kontrola superprevodnih vezij v kvantnih procesorjih s femtosekundnim laserjem
Vrsta projekta: ERC projekt za presojo inovacijskega potenciala
Oznaka razpisa: ERC-2026-PoC
Št. pogodbe:
Obdobje:
Sodelujoča organizacija: Inštitut Jožef Stefan, CENN Nanocenter v sodelovanju z Midalix d.o.o.
Vrednost projekta:
Znanstveno področje:
Ključne besede:

Povzetek

Izziv kvantnega šuma

Kvantni računalniki napovedujejo velike napredke v zmogljivosti doslej nerešljivih problemom ter prihranku energije glede na današnje računalnike. Ovira za njihov nadaljnji razvoj je šum, ki ga povzročajo zunanje motnje, še najbolj pa kozmični žarki.  Superprevodna kvantna vezja, ki jih uporabljajo vodilna podjetja, kot so Google, IBM, D-Wave, Rigetti in IQM, trpijo zaradi napak povzročenih s tovrstnim šumom. Kljub velikim naporom tisočih raziskovalcev, trenutne rešitve doslej niso pokazale prebojenih napredkov.

Prebojna rešitev: Programiranje superprevodnih vezij s kratkimi sunki svetlobe

Laserska pulzna obdelava kvantnih vezij

Projekt FEMTOGAPENGINE predstavi revolucionarni, neposredni postopek upravljanja vezij z uporabo femtosekundnih laserijskih sunkov za dinamično krmiljenje superprevodnih vezij. Ta patentirana inovacija omogoča oblikovanje superprevodne reže po meri, ustvarjanje energijskih ovir in zbiralnikov kvazidelcev z mikronsko natančnostjo, vseskupaj pa je združljivo z industrijskimi standardi. Poleg tega rešitev omogoča krmiljenje v realnem času, torej prilagajanje superprevodnih lastnosti med delovanjem. Tak postopek upravljanja napoveduje znantno zmanjšanje šuma s pomočjo učinkovite blokade kvazidelcev, in s tem dramatično izboljšavo kvantne koherence procesorjev.

Cilj projekta FEMTOGAPENGINE je skupaj s slovenskim podjetjem Midalix d.o.o. razviti prototip naprave za ureditev in preizkušanje superprevodnih vezij v realnem času. Projekt bo raziskoval parametre laserskega obdelovanja in njihovo dolgoročno stabilnost ter demonstriral popravljanje superprevodnih testnih vezij. S tem bo ustanovil prvo platformo za lokalno obdelavo superprevodnih vezij z uporabo laserja. Uspešen izid projekta bi lahko močno preoblikoval industrijo kvantnega računalništva, ponujajoč razširljivo rešitev za upravljanje kvazidelcev v kvantnih procesorjih, detektorjih, resonatorjih in hibridnih napravah. Tehnologija ima potencial, da aktivno zmanjša šum, kar predstavlja pomemben mejnik za kvantno računalništvo.

Ozadje: Svetovni trg kvantnega računalništva naj bi do leta 2035 dosegel 100 milijard USD (McKinsey). Zmanjšanje šuma je največja ovira pri razvoju superprevodnih kvantnih procesorjev. Projekt FEMTOGAPENGINE se sooča s to izzivom neposredno in ponuja: Lasersko delovno postajo z zaščiteno intelektualno lastnino v obliki “ASML modela” za kvantno industrijo, torej predstavlja se kot ponudnik orodij za kvantno industrijo, ki bo omogočal proizvajalcem čipov unikatno rešitev za popravljanje in optimizacijo kvantnih vezij.

*Za vprašanja, sodelovanja ali medijske zahteve se obrnite na projektno ekipo.

Prosta delovna mesta

Ni priložnosti

Za več informacij kontaktirajte vodjo projekta.

prof. dr. Dragan Mihailović, vodja projekta
Prof. dr. Dragan Mihailović je eden vodilnih raziskovalcev na svetu na področju časovno ločene spektroskopije kompleksnih snovi. Njegovo delo, ki vključuje raziskave visokotemperaturnih superprevodnikov, nizkodimenzionalnih kvantnih materialov in molekularnega magnetizma, je postavilo nove temelje v razumevanju dinamičnih pojavov v kvantnih sistemih. Na Inštitutu Jožef Stefan je ustanovil Odsek za kompleksne snovi in Center odličnosti za nanoznanosti in nanotehnologije. Na IJS vodi raziskovalno skupino na področju neravnovesne fizike kompleksnih materialov. Objavil je že več kot 500 znanstvenih člankov z več kot 11.000 citati. Njegova dela, objavljena v prestižnih revijah, kot sta Science in Nature, vključujejo odkritja, kot so ultrahitri preklopi v skritih kvantnih stanjih in razvoj novih metod za preučevanje dinamičnih prehodov v realnem času. Prof. dr. Mihailović je pionir na področju študija faznih prehodov v superprevodnikih in elektronsko urejenih sistemih. Prvi je z lasersko spektroskopijo preučeval valove gostote naboja, Jahn-Tellerjeve fazne prehode in fulerene. Sodeloval je pri odkritju skritega topološkega kvantnega stanja v elektronskem kristalu in objavil rekordno hiter spominski element, kar je odprlo novo področje raziskav kvantnih materialov. Z Viktorjem Kabanovom je razvil temeljno teorijo visokotemperaturne superprevodnosti, ki jo je kot ključno prepoznal tudi nobelovec K. A. Müller. Njegova prelomna odkritja vključujejo tudi femtosekundni kvantni simulator, izvedbo Groverjevega algoritma ter raziskave fulerenskih spojin, kjer je razkril mehanizem feromagnetizma. Na področju nanotehnologije je sodeloval pri odkritju molibdenovih nanožic ter raziskoval njihove lastnosti. V Sloveniji je uvedel nove eksperimentalne pristope, kot so fizika fulerenov, molekularna elektronika in fizika visokotemperaturnih superprevodnikov Kot prvi slovenski prejemnik ERC projekta za uveljavljene raziskovalke in raziskovalce (ERC Advanced Grant) v letu 2013 je raziskoval ultrahitre fazne prehode in ustvarjanje novih eksotičnih kvantnih stanj v snovi. Leta 2017 je s pridobitvijo ERC Proof of Concept granta razvil energijsko učinkovit in ultrahitri spominski element, ki temelji na materialu TaS₂. Njegovo delo na tem področju odpira vrata k novim tehnološkim aplikacijam kvantnih materialov. Leta 2024 je ponovno pridobil ERC financiranje za HIMMS projekt za uveljavljene raziskovalke in raziskovalce. Za dr. Dragana Mihailovića je to že četrti projekt ERC in je posamezni raziskovalec z največ projekti ERC v Sloveniji.