Projektbeschreibung
Neuartige integrierte Photoniksysteme zur effizienten Erkennung von gequetschtem Licht
Gequetschte Lichtzustände haben Quantenkorrelationen, die zu kleineren Messunsicherheiten als entsprechende klassische Zustände führen. Solche Quanteneigenschaften können u. a. für optische Hochpräzisionsmessungen, Radiometrie oder die Quantenschlüsselverteilung genutzt werden. Aktuelle nanophotonische Chips, die wellenleiterintegrierte supraleitende Nanodraht-Einzelphotonendetektoren verwenden, sind in ihrer Fähigkeit, gequetschtes Licht zu detektieren, vor allem aufgrund der Kopplungsverluste sowohl der Faser-Chip-Koppler als auch der Schnittstellen von Wellenleitern und supraleitenden Nanodraht-Einzelphotonendetektoren eingeschränkt. Im Rahmen des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierten Projekts ESSENS wird ein integriertes Photoniksystem zur effizienten Erkennung von gequetschtem Licht bei Telekommunikationswellenlängen entwickelt. Die vorgeschlagenen Systeme werden spannende Einsatzmöglichkeiten für gequetschtes Licht in Anwendungen wie Quantensimulation, Kommunikation und Sensorik mit Hunderten Detektoren und Interferometern auf hochintegrierten monolithischen Chips mit nahezu perfekter Stabilität eröffnen.
Ziel
Quantum photonics has become a key driver for the development of novel applications—such quantum information processing and sensing—that leverage quantum effects to open new possibilities beyond classical capabilities. Squeezed states of light are particularly promising for such applications and have been employed, e.g. to conduct Gaussian boson sampling experiments. Despite the success of these experiments, the use of bulk optical components hinders scalability and phase stabilization. Thus, higher levels of photonic integration are strongly desired. However, the exploitation of squeezed light, which critically relies on efficient detection, has not yet been achieved using nanophotonic chips because of the limited efficiency of the required fiber-chip couplers and single-photon detectors (SPDs).
In this project, an optical fiber–accessible, photonic integrated system will be implemented to demonstrate on-chip detection of squeezed light at telecom wavelengths. To accomplish this goal, two approaches will be employed to assist fiber-chip couplers and waveguide-integrated superconducting nanowire SPDs, enabling access to previously inaccessible regions of the design space: subwavelength grating (SWG) metamaterials and direct-laser-writing (DLW) fabrication technology. The outcome of this project will break new ground for exploiting squeezed states for applications in quantum simulation, communication, and sensing with hundreds of detectors and interferometers on highly integrated, monolithic chips with near perfect phase stability.
This project will be completed in a leading interdisciplinary research group. The applicant’s background in integrated photonics and SWG metamaterial engineering will be combined with the expertise on quantum detectors and the DLW nanofabrication capabilities of the host group. The proposed work will expand the applicant’s experience, skills and professional networks, re-enforcing the advance of his career as an independent researcher.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensorsoptical sensors
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- engineering and technologynanotechnologynanophotonics
- natural sciencesphysical sciencesopticsfibre optics
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssuperconductivity
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsKoordinator
48149 MUENSTER
Deutschland