Entangled quantum sensors: enhanced precision at the Heisenberg limit
纠缠量子传感器:提高海森堡极限的精度
基本信息
- 批准号:EP/T018984/1
- 负责人:
- 金额:$ 65.59万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2020
- 资助国家:英国
- 起止时间:2020 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Multi-body interactions enable the implementation of quantum-mechanically entangled multi-qubit states, and if used as a sensor will greatly improve its sensitivity. As today or near-term 'quantum' sensors still work without entanglement, an improvement in sensitivity can be the key break-through for achieving a quantum advantage, where true quantum sensors surpass the capabilities of classical technology. Here we will build the world's first multi-body sensor using superconducting circuits and use them to implement ensemble sensing and thereby greatly increase the circuit sensitivity -even more, if entangled. Our research plan starts from circuit concepts developed by me, implements these in cutting edge superconducting circuit technology and explores their applications in technology and blue-sky science. The vision of this project is the creation of a quantum sensor with multi-body interactions that allow for quantum speed-up in sensing with less hardware overhead than classical (not entangled sensors). A central aim is thus to generate UK based IP for a multi-body sensor which forms a highly important building block of future and near-term quantum sensors and imaging devices. Building on these sensors, the project will explore the generation of many-body states, and coupling them to an outer field. It will thus also open avenues to answer open physics and technology questions of high importance which remain challenging due to the difficulty of determining sources of decoherence in a many-body system. We are the first group to start building superconducting multi-body sensors and go in this research direction. This project will enable us to expand the lead we currently have. Compelling applications of our sensors are e.g. noise detection in quantum computers, or particle physics experiments.
多体相互作用使量子力学纠缠的多量子比特态得以实现,如果用作传感器将大大提高其灵敏度。由于今天或近期的“量子”传感器仍然在没有纠缠的情况下工作,灵敏度的提高可能是实现量子优势的关键突破,真正的量子传感器超越了经典技术的能力。在这里,我们将使用超导电路构建世界上第一个多体传感器,并使用它们来实现整体传感,从而大大提高电路灵敏度-如果纠缠的话甚至更多。我们的研究计划从我开发的电路概念开始,在尖端超导电路技术中实现这些概念,并探索它们在技术和蓝天科学中的应用。该项目的愿景是创建一个具有多体相互作用的量子传感器,该传感器允许量子加速感测,其硬件开销比经典传感器(非纠缠传感器)少。因此,一个中心目标是为多体传感器生成基于UK的IP,该多体传感器形成未来和近期量子传感器和成像设备的非常重要的构建块。在这些传感器的基础上,该项目将探索多体状态的产生,并将它们耦合到外部场。因此,它也将开辟途径,以回答开放的物理和技术问题的高度重要性,仍然具有挑战性,由于在多体系统中的退相干的来源确定的困难。我们是第一个开始建造超导多体传感器并朝着这个研究方向前进的团队。这个项目将使我们能够扩大我们目前的领先优势。我们的传感器的引人注目的应用是例如量子计算机中的噪声检测或粒子物理实验。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Quantum sensing with tunable superconducting qubits: optimization and speed-up
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- DOI:10.48550/arxiv.2211.08344
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Danilin S
- 通讯作者:Danilin S
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- DOI:10.1140/epjqt/s40507-022-00121-6
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:5.3
- 作者:Danilin S;Barbosa J;Farage M;Zhao Z;Shang X;Burnett J;Ridler N;Li C;Weides M
- 通讯作者:Weides M
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- 期刊:
- 影响因子:4
- 作者:Stehli A
- 通讯作者:Stehli A
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- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Danilin S
- 通讯作者:Danilin S
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