European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Phononic Quantum Sensors

Opis projektu

Ultrakoherentne rezonatory fononiczne umożliwiają budowę czujników i sieci kwantowych

Obecnie wykorzystujemy więcej urządzeń nanoelektronicznych opartych na technologiach kwantowych niż kiedykolwiek w historii, jednak obecne rozwiązania wymagają poprawy jakości i funkcjonalności wynikających z rozwoju badań w zakresie mechaniki kwantowej i technologii. W tym celu zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu PHOQS zamierza rozwijać najnowsze badania dotyczące pomiaru i kontroli ruchu na szczeblu wszystkich podstawowych praw rządzących mechaniką kwantową w celu opracowania układów mechanicznych o niespotykanej dotąd koherencji, z pełną kwantową kontrolą optomechaniczną. W ramach swoich prac zespół umożliwi również wykorzystanie nowego wynalazku – cienkich membran ze specjalnymi perforacjami fononicznymi, których drgania można precyzyjnie kontrolować. Projekt będzie miał ogromny wpływ na badania kwantowe i praktyczne zastosowania tej technologii.

Cel

In this project, we will develop mechanical systems of unprecedented coherence under full optomechanical quantum control. At the same time, these systems provide a versatile and practical platform for force measurements and sensing. This novel and unique combination generates a host of opportunities in science and technology, ranging from fundamental tests of quantum decoherence and highly non-classical mechanical sensor states, to new kinds of mechanical quantum transducers.
These advances will be enabled by recent pioneering work of my group in the area of phononic engineering, that is, tailoring the phononic density of states in periodic geometries. In combination with state-of-the-art cryogenic refrigeration, we will achieve coherence times of mechanical quantum states at the level of one second, challenging existing models for mechanical state collapse. We will implement cavity-optomechanical interfaces to these systems which operate deeply in the quantum regime, and by themselves find applications as narrow, noiseless filters sought-after for gravity wave detectors. Furthermore, we will harness purely mechanical parametric interactions as a new resource. This allows noiseless gain immediately in the sensing device, and the preparation of highly nonclassical sensor states, such as strongly squeezed and entangled states. To demonstrate the sensing capabilities of this platform, we will functionalize it magnetically, and perform real-time measurements of single electron spins. We will resolve the split of the mechanical wavefunction as it interacts with a spin in a superposition state, and eventually prepare mechanical Schrödinger cat states, never generated before with a massive, millimetre-sized object visible to the naked eye. At a practical level, this project catalyses the experimental convergence of spin sensing and quantum optomechanics, with synergistic effects both for magnetic resonance imaging at the molecular scale and spin-based quantum networks.

System finansowania

ERC-COG - Consolidator Grant

Instytucja przyjmująca

KOBENHAVNS UNIVERSITET
Wkład UE netto
€ 1 976 164,00
Adres
NORREGADE 10
1165 Kobenhavn
Dania

Zobacz na mapie

Region
Danmark Hovedstaden Byen København
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
€ 1 976 164,00

Beneficjenci (1)