Skip to main content
European Commission logo print header

Analog Polariton Simulators

Opis projektu

Badanie procesów stochastycznych i zjawisk zachodzących w układach wielu ciał z wykorzystaniem analogowych symulatorów polarytonowych

Polarytony wnękowe, czyli mieszanina światła i elektronicznych wzbudzeń materii, otrzymuje się poprzez uwięzienie zarówno światła, jak i elektronów w małych wnękach. Kiedy te wnęki są połączone w sieci, polarytony wykazują złożone właściwości fizyczne. Zespół finansowanego ze środków UE projektu ANAPOLIS zamierza wykorzystać sieć polarytonów do zbadania trzech głównych problemów współczesnej fizyki: zjawisk fluktuacji fazowych w kondensatach polarytonów, topologii nieliniowej i magnetyzmu kwantowego. Projekt ANAPOLIS otwiera drzwi do symulacji dużej klasy systemów podlegających zewnętrznemu napędowi i dyssypacji. Wyniki projektu będą oferowały unikalne możliwości zajęcia się zjawiskami stochastycznymi, fizyką nieliniową i fizyką wielu ciał w kontekście napędu i dyssypacji.

Cel

Many physical systems in nature must be described using a huge number of coupled degrees of freedom. Treating these problems on a classical computer leads to computation times growing exponentially with the system size. Analog simulators are well-controlled systems to which a complex problem can be mapped, and from which the physics can be experimentally readout.
Here, we want to develop powerful analog simulators based on semiconductor cavity polaritons, light-matter quasi-particles that have appeared as a versatile platform to explore the physics of bosonic open systems. Using the fine control we now have in polariton lattices, ANAPOLIS opens the door to the simulation of a large class of systems subject to external drive and dissipation, a regime hardly explored in other platforms. Out-of-equilibrium condensation, giant Kerr non-linearity, optical driving of steady-states are the ingredients we will use in ANAPOLIS to explore three scientific objectives:
1.We will study phase fluctuations in polariton condensates and map the system to the Kardar-Parisi-Zhang equation, which describes many dynamical nonlinear systems. In 2D, solving this equation is a challenge raising open questions that no experimental platform has addressed so far.
2.We will resonantly drive polariton lattices with elaborate phase patterns to simulate the physics of charged particles in a magnetic field. Optically inducing complex valued hoppings, we will tailor topological properties for the Bogoliubov excitations, and explore non-linear physics on top of a topological superfluid.
3.We will use cavity lattices under quadratic drive to emulate the physics of the quantum transverse Ising model in a driven-dissipative context. We will use this simulator to find the steady state of the system and explore quantum magnetism and dissipative phase transitions.
ANAPOLIS will provide unique opportunities to address stochastic phenomena, nonlinear and many body physics in a driven-dissipative context.

Koordynator

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Wkład UE netto
€ 2 500 000,00
Adres
Rue michel ange 3
75794 Paris
Francja

Zobacz na mapie

Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Rodzaj działalności
Research Organisations
Linki
Środki z innych źródeł
€ 0,00