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A cold-atom photonic-crystal-waveguide interface for efficient quantum operations in single pass

Descrizione del progetto

Migliorare le interazioni della luce con gli insiemi atomici

Le operazioni deterministiche non lineari tra singoli fotoni sono al centro di numerosi protocolli di informazione quantistica e coinvolgono forti interazioni tra fotoni ed emettitori quantistici. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, l’obiettivo del progetto SinglePass è quello di sviluppare una nuova piattaforma per implementare tali operazioni accoppiando fortemente un fotone con insiemi atomici in un singolo passaggio, vale a dire senza l’uso di una cavità ottica. Basata su una geometria e su materiali a cristalli fotonici promettenti, questa piattaforma offrirà fattori di merito e scalabilità superiori rispetto alle implementazioni nello spazio libero, così come funzionalità su misura che non è possibile ottenere nelle attuali interfacce fisiche.

Obiettivo

Deterministic nonlinear operations between single photons that are at the heart of numerous quantum information protocols require strong interactions between photons and quantum emitters. By combining cold atoms and slow-mode photonic-crystal waveguides, the goal of this project is to develop a novel platform to implement such operations by strongly coupling a photon with atomic ensembles in single pass, that is without the use of an optical cavity. Transverse optical confinement and slow group velocity are the key ingredients in this novel waveguide-QED approach, with applications in integrated quantum technologies, quantum non-linear optics and state engineering. This platform, based on a new and promising combination of photonic-crystal geometry (W1) and material (GaInP) will not only provide superior figures of merit and scalability than in free-space implementations, but also tailored functionalities not achievable in current physical interfaces. This project uniquely combines atomic physics, quantum optics and nanophotonics and will ideally prepare the applicant for a future career as an independent research group leader.

Coordinatore

SORBONNE UNIVERSITE
Contribution nette de l'UE
€ 184 707,84
Indirizzo
21 RUE DE L'ECOLE DE MEDECINE
75006 Paris
Francia

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Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 184 707,84