© Adrian RADU 2007
 
ENGLISH VERSION

Proiect: PN-III-P4-ID-PCE-2016-0122
Numar contract: 35/2017
Finantat de: UEFISCDI, România
Titlu: Nanostructuri pentru calcul cuantic si plasmonic
Valoare: 850.000 lei
Durata: 30 luni, de la 12.07.2017 la 31.12.2019
Coordonator: Universitatea din Bucureşti
Director de proiect: Prof.univ.dr. Daniela Dragoman
Contact: danieladragoman@yahoo.com

Rezumat:
Proiectul adreseaza problema calculului rapid, fara erori si accesibil din perspectiva faptului ca actualele calculatoare clasice isi ating limitele. Doua alternative, bazate pe principii si arhitecturi noi, vor fi investigate in acest proiect multidisciplinar: calculatoare cuantice si plasmonice, obiectivul urmarit fiind de a dezvolta configuratii inovatoare si compacte pentru porti si algoritmi logici cuantici si plasmonici, implementate cu ajutorul nanostructurilor.
Acest proiect multidisciplinar va investiga
(i) configuratii de calculatoare cuantice in gaz de electroni/materiale bi-dimensionale balistice, cu accent pe dezvoltarea de configuratii compacte pentru algoritmi cuantici care opereaza la temperatura camerei si/sau utilizeaza masuratori de curent ca si proceduri de citire
(ii) porti logice plasmonice sub forma de adancituri/santuri dielectrice inguste (de ordinul a 100 nm) intr-un metal, de-a lugul carora se propaga plasmoni de suprafata, si care pot fi fabricate cu tehnologii standard
(iii) circuite plasmonice logice variable in configuratia de mai sus, cu functionalitati superioare, in care materiale bi-dimensionale cu indice de refractie controlabil prin tensiuni de poarta influenteaza semnalul la iesirea circuitelor plasmonice aflate in proximitate
Echipa:
  1. Prof. Univ. Dr. Daniela DRAGOMAN - Director de Proiect
  2. Prof. Univ. Dr. Lucian ION
  3. Conf. Dr. George-Alexandru NEMNES
  4. Conf. Dr. Vlad ANTOHE
  5. Lect. Dr. Adrian RADU
  6. Lect. Dr. Sorina IFTIMIE
  7. Masterand/Doctorand - Vacant
Rezultate preconizate in 2017
Obiective: Studiul unor configuratii de nanostructuri balistice pentru algoritmi cuantici folosind biti cuantici de tip jonctiune Y
Activitati:
  • Dezvoltarea unui algoritm de calcul pentru investigarea nanostructurilor balistice cu configuratii arbitrare, prin extinderea algoritmului de calcul dezvoltat in centrul MDEO pentru a putea fi folosit la tratarea nanostructurilor balistice cu sectiuni neuniforme si/sau curburi
  • Dezvoltarea unei configuratii balistice pentru implementarea circuitelor cuantice folosind biti cuantici de tip jonctiune Y, prin aplicarea algoritmului dezvoltat in activitatea precedenta la o jonctiune de tip Y si gasirea unor configuratii potrivite pentru implementarea portilor logice in nanostructuri balistice
Raport ştiinţific 2017
Rezultate preconizate in 2018
Obiective: Studiul unor configuratii de nanostructuri balistice pentru algoritmi cuantici folosind stari de margine, spini si stari de vale
Activitati:
  • Dezvoltarea unei configuratii balistice pentru implementarea circuitelor cuantice folosind stari de margine, prin studiul unei configuratii de tip poarta logica care foloseste biti cuantici de spin
  • Investigarea unor configuratii noi de calcul cuantic folosind spini in nanostructuri cu cuplaj spin-orbita Rashba controlat de poarta, prin studiul unei configuratii in care bitul cuantic este implementat de stari de spin in fire feromagnetice sau in divizori de fascicul polarizor de tip Mach-Zehnder in vederea efectuarii operatiilor logice
  • Dezvoltarea unei corespondente intre implementarile bitilor cuantici cu spini si stari de vale, prin generalizarea corespondentei intre gradele de libertate de spin si vale in scopul implementarii unor configuratii de calcul
  • Investigarea unor configuratii noi de calcul cuantic folosind stari de vale, prin folosirea corespondentei dezvoltate in activitatea precedenta pentru a propune configuratii de calcul cuantic cu stari de vale inspirate de cele existente pentru stari de spin
Raport ştiinţific 2018
Rezultate preconizate in 2019
Obiective: Proiectarea, fabricarea si caracterizarea unor porti logice plasmonice de tip ghid de unda tip fanta
Activitati:
  • Dezvoltarea unui algoritm de calcul pentru investigarea propagarii undelor electromagnetice in ghiduri de unda plasmonice de tip fanta curbate si cu latimi neuniforme, prin adaptarea algoritmului de calcul tip matrice R, dezvoltat pentru stari cuantice, la simularea propagarii undelor electromagnetice
  • Dezvoltarea si optimizarea unor circuite logice plasmonice in ghiduri de unda de tip fanta, prin optimizarea unor circuite logice plasmonice existente sau a unora noi in vederea gasirii configuratiei optime din punct de vedere experimental
  • Investigarea unor circuite logice plasmonice controlate de poarta in ghiduri de unda de tip fanta, prin investigarea posibilitatii controlului circuitelor plasmonice in ghiduri de unda tip fanta cu ajutorul portilor aplicate pe materiale bidimensionale pozitionate deasupra ghidurilor
  • Determinarea parametrilor optimi pentru fabricarea unor fante inguste prin nanolitografie cu oxidare localizata si/sau litografie cu fascicul de electroni, prin folosirea celor doua procedee de fabricatie mentionate si compararea structurilor plasmonice obtinute din punct de vedere al tolerantelor si reproductibilitatii
  • Fabricarea si caracterizarea portilor logice bazate pe ghiduri de unda de tip fanta, prin fabricarea si caracterizarea unei structuri simulate precedent folosind metoda optima de fabricatie identificata in activitatea anterioara
Raport ştiinţific 2019
Lucrari stiintifice realizate pe tematica proiectului:

a) articole in reviste ISI:
  1. G. Nemnes, T.L. Mitran, D. Dragoman - Ballistic transport in graphene Y-junctions in transversal electric field, Nanotechnology 29, 355202, 2018, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6528/aaca43/meta
  2. D. Dragoman - Tunable fractional Fourier transform implementation of electronic wavefunctions in atomically thin materials, Beilstein J. Nanotechnol. 9, 1828-1833, 2018, https://www.beilstein-journals.org/bjnano/articles/9/174
  3. E. Vladescu, D. Dragoman - Reconfigurable plasmonic logic gates, Plasmonics 13, 2189-2195, 2018, https://link.springer.com/article/10.1007/s11468-018-0737-z
  4. A. Radu, S. Iftimie, D. Dragoman - Ballistic 3-port interferometric logic gates in the quantum Hall regime, Physica E 109, 144-151, 2019, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1386947718316497
  5. G.A. Nemnes, D. Dragoman - Reconfigurable quantum logic gates using Rashba controlled spin polarized currents, Physica E 111, 13-19, 2019, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1386947718317594
  6. D. Dragoman, E. Vladescu - Ring-shaped plasmonic logic gates, Plasmonics 14, 71-78, 2019, https://link.springer.com/article/10.1007/s11468-018-0779-2
  7. S. Iftimie, A. Radu, D. Dragoman - Reconfigurable quantum logic gates with gate-controlled Rashba spin-orbit coupling, trimis spre publicare la revista Physica E
  8. Elena Vlădescu, Daniela Dragoman - Plasmonic slot waveguide circuits for pulse shaping, trimis spre publicare la revista Applied Physics B
b) participari la manifestari stiintifice internationale:
  1. G. A. Nemnes, T. L. Mitran, D. Dragoman - Electric field control in ballistic graphene Y-junctions, TIM 18 Physics Conf, 24-26 May 2018, Timişoara, România
  2. D. Dragoman, A. Dinescu, M. Dragoman - Configurations for quantum computing on graphene, 3rd International Workshop of Materials Physics, 29-30 May 2018, Bucharest, Romania (invited paper)
  3. G. A. Nemnes, T. L. Mitran, D. Dragoman - Ballistic transport in graphene Y-junctions, 18th International Balkan Workshop on Applied Physics and Materials Science (IBWAP 2018), 10-13, July, 2018, Constanţa, România
  4. D. Dragoman, E. Vladescu - Multiport ring-shaped plasmonic waveguides operating as logic gates, 18th International Balkan Workshop on Applied Physics and Materials Science (IBWAP 2018), 10-13, July, 2018, Constanţa, România
  5. V.-A. Antohe, S. Iftimie, A. Radu, L. Ion, D. Dragoman - On the fabrication and characterization of slot waveguides on silicon and aluminum, 18th International Balkan Workshop on Applied Physics and Materials Science (IBWAP 2018), 10-13, July, 2018, Constanţa, România
  6. S. Iftimie, A. Radu, V.-A. Antohe, L. Ion, D. Dragoman - Fabrication and characterization of slot waveguides for plasmonic logic gates, 12th International Conf. on Physics of Advanced Materials, 22-28 Sept. 2018, Heraklion, Greece
  7. G.A. Nemnes, D. Dragoman - Reconfigurable quantum logic gates using Rashba spin-orbit interaction, TIM 19 Physics Conf., 29-31 May 2019, Timisoara, Romania
  8. A. Radu, S. Iftimie, L. Ion, D. Dragoman - Ballistic 3-port interferometric logic gates in the quantum Hall regime, 19th International Balkan Workshop on Applied Physics and Materials Science (IBWAP 2019), 16-19 July 2019, Constanţa, România
  9. D. Dragoman, E. Vladescu - Plasmonic pulse shaping in slot waveguides, 19th International Balkan Workshop on Applied Physics and Materials Science (IBWAP 2019), 16-19 July 2019, Constanţa, România
  10. V.-A. Antohe, S. Iftimie, A. Radu, L. Ion, D. Dragoman - On the characterization of optical slot waveguides fabricated by AFM nano-indentation lithography, 19th International Balkan Workshop on Applied Physics and Materials Science (IBWAP 2019), 16-19 July 2019, Constanţa, România
  11. G.A. Nemnes, D. Dragoman - Reconfigurable quantum logic gates Reconfigurable quantum logic gates for neuromorphic computing, EMRS Fall Meeting 2019, 16-19 September 2019, Warsaw, Poland