Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

Faire progresser la conception de dispositifs d’informatique quantique basés sur la matière quantique topologique à l’aide d’ordinateurs quantiques bruités de taille intermédiaire

The proposed project will advance design of Quantum Computing Devices based on Topological Quantum Matter using Noisy Intermediate Scale Quantum Computers. The quantum computing devices will be protected from noise by topology. Three different systems will be investigated, qubits based on Majorana Fermions, Haldane quasiparticles and valley-spin qubits in 2D atomic thickness semiconductor devices. These qubits are built with Fermions, their fermionic description will be translated into spins, qubits in existing quantum computers. Quantum algorithms such as variational quantum eigenvalue solvers and Quantum Circuit Tensor Networks suitable for current noisy intermediate scale computers will be developed to identify topologically protected quasiparticles for next generation quantum computers.

Le projet fera progresser la conception de dispositifs de calcul quantique basés sur la matière quantique topologique en utilisant des ordinateurs quantiques bruités de taille intermédiaire. Les dispositifs de calcul quantique seront protégés du bruit par la topologie. Trois systèmes différents seront étudiés : les qubits basés sur les particules de Majorana, les quasi-particules de Haldane et les qubits à spin de vallée dans des dispositifs semi-conducteurs à épaisseur atomique en 2D. Ces qubits sont construits avec des fermions, leur description fermionique sera traduite en spins, qubits actuels des ordinateurs quantiques. Des algorithmes quantiques tels que les solveurs variationnels de valeurs propres quantiques et les réseaux tensoriels de circuits quantiques adaptés aux ordinateurs actuels bruyants à échelle intermédiaire seront développés pour recenser les quasi-particules topologiquement protégées pour les ordinateurs quantiques de la prochaine génération.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.