Opis projektu
Nowe fotoniczne układy scalone do efektywnej detekcji światła ściśniętego
Ściśnięte stany światła wykazują korelacje kwantowe, które dają mniejsze niepewności pomiarowe niż odpowiadające im stany klasyczne. Takie cechy kwantowe można wykorzystać do optycznych pomiarów wysokoprecyzyjnych, radiometrii, kwantowej dystrybucji kluczy itp. Obecne układy nanofotonowe wykorzystujące falowodowe detektory SNSPD (ang. superconducting nanowire single-photon detectors) mają ograniczoną zdolność do wykrywania światła ściśniętego, głównie ze względu na straty sprzęgające zarówno sprzęgaczy światłowodowych, jak i interfejsów falowód-SNSPD. Zespół finansowanego w ramach działań „Maria Skłodowska-Curie” projektu ESSENS opracuje zintegrowany system fotoniczny do efektywnego wykrywania ściśniętego światła przy długościach fal telekomunikacyjnych. Proponowane systemy pozwolą na fascynujące wykorzystanie światła ściśniętego w takich zastosowaniach jak symulacja kwantowa, komunikacja i detekcja z setkami detektorów i interferometrów na wysoce zintegrowanych monolitycznych chipach o niemal doskonałej stabilności.
Cel
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.
Dziedzina nauki
- 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
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSystem finansowania
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsKoordynator
48149 MUENSTER
Niemcy