Wsparcie elektrodynamiki kwantowej w Europie
Termin "elektrodynamika kwantowa atomów we wnękach rezonansowych" (QED) początkowo powstał w celu opisania połączenia prawdziwych atomów do fotonów mikrofalowych lub optycznych w rezonatorze. Obwodowa elektrodynamika kwantowa również zajmuje się badaniem takiego zjawiska w stanie stałym ze sztucznymi atomami połączonymi z nadprzewodzącymi rezonatorami on-chip. W obu dziedzinach dokonano ogromnych postępów i zademonstrowano różnorodność efektów. Biorąc pod uwagę fakt, że różne reżimy tego samego zjawiska mogą być badane przy dwóch różnych konfiguracjach, sprawia, że porównywanie wyników i wymiana wniosków są wyjątkowo cenne. Projekt CCQED(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Circuit and cavity quantum electrodynamics), finansowany ze środków UE, zgromadził wybitnych naukowców z obu dziedzin, pochodzących ze środowiska akademickiego i przemysłowego. Połączyli oni siły i włączyli do swojej sieci 14 doktorów i studentów kierunków podoktoranckich, aby zbadać QED. Poza szkoleniem w instytucjach goszczących, sieć zapewniła dostęp do szkół, warsztatów i spotkań, które poszerzyły perspektywy i umożliwiły wymianę poglądów na temat eksperymentalnych metod i opisów teoretycznych. W ostatnich dwóch latach zorganizowano dwa spotkania pod hasłem Młodzi Naukowcy Europejscy. Ważnym aspektem rozwoju zawodowego badaczy był dostęp do technologicznie zróżnicowanych eksperymentów, takich jak manipulowanie zimnymi atomami, pułapkowanie jonów, kriogeniczność, nadprzewodnictwo, fizyka próżni, pomieszczenia clean room, technologia laserowa, tworzenie sprzętu i oprogramowania oraz elektronika. Innym ważnym rezultatem była możliwość zbudowania systemów hybrydowych poprzez połączenie nadprzewodzących linii transmisyjnych z prawdziwymi atomami. Połączenie tych systemów może przydać się przy opracowywaniu przyszłych architektur komputerów kwantowych. Szybkie obwody nadprzewodzące mogą być kluczowym elementem kwantowego przetwarzania informacji, natomiast atomy mogą posłużyć za podstawowe jednostki pamięci. Uczeni przygotowali ponad 90 publikacji, które ukazały się na łamach czasopism naukowych. Do najważniejszych wyników badań należy koherentna manipulacja atomami Rydberga na nadprzewodzącym chipie atomowym oraz koherentne sprzężenie z linią transmisyjną; ściśnięte światła z pojedynczego atomu; w całości optyczne przełączanie z kryształów jonowych. Warto wymienić również równoczesny odczyt kilku sztucznych atomów w obwodzie QED; kwantową tomografię i rekonstrukcję kwantowych pól mikrofalowych generowanych przez obwody nadprzewodzące; wykrywanie splątań i ściskanie propagujących mikrofal. Dzięki wyszkoleniu nowego pokolenia badaczy pracujących w nauce, jak i przemyśle, projekt CCQED przyczynił się do rozwoju technologii kwantowej w Europie.
