Projektbeschreibung
Mehrere stark wechselwirkende Photonen sind ein Schritt in Richtung Quanteninformatik
Die nichtlineare Quantenoptik untersucht, wie Photonen sich gegenseitig anziehen oder abstoßen, ähnlich wie elektrisch geladene Teilchen. Das Verständnis starker Photonenwechselwirkungen könnte das grundlegende Verständnis der Licht-Materie-Wechselwirkung verbessern und die Realisierung von wesentlichen Bauelementen für die Quantenkommunikation und die Quanteninformationsverarbeitung fördern. Photonen interagieren jedoch unter normalen Umständen nicht und treffen sich nicht gleichzeitig an ein und demselben Atom. Das ERC-finanzierte Projekt SuperWave wird ein einzigartiges optisches Medium schaffen, in dem Tausende gemeinsam agierende Atome (Superatome) in einer optischen Nanofaser an Licht koppeln. Letztere werden dünner als der Durchmesser der verwendeten Atome sein. Mit diesem neuartigen System wollen die Forschenden untersuchen, wie sich Licht wie exotische photonische Materie verhält.
Ziel
The past decade has seen remarkable advances in the field of quantum non-linear optics, where individual photons are made to strongly interact which each other. Such strong photon-photon interactions are of both fundamental and technological interest: They are the prerequisite for implementing deterministic quantum logic gate operations for processing optical quantum information. Moreover, photons that strongly interact via a quantum nonlinear medium exhibit complex out-of-equilibrium quantum dynamics that enable one to tailor and control the photon statistics of light. Quantum non-linear effects have been successfully demonstrated with few photons in a number of experimental platforms, which exploit resonant enhancement of emitter-photon coupling via high-finesse optical cavities, collective response of ensembles of strongly interacting Rydberg atoms, so-called superatoms, or efficient coupling of single quantum emitters to guided light in the realm of waveguide quantum electrodynamics (QED). However, it remains a formidable challenge to reach the true many-body regime of quantum non-linear optics, where strong interactions and entanglement between many photons and many quantum emitters give rise to exotic quantum phases of light, such as photonic molecules or fermionic subradiant states. The objective of SuperWave is to realize this regime by synergizing superatoms and waveguide QED. By uniting the expertise and experimental methods of three teams that have previously driven these fields independently, we will develop near-ideal fiber-coupled nonlinear quantum devices. Their implementation will mark a major breakthrough in quantum optics and constitute a key resource in quantum sensing, quantum metrology, quantum communication, as well as quantum simulations. We will illustrate this great potential through a number of hallmark experiments such as the coherent fragmentation of a classical light pulse into its highly nonclassical photon number components.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
Sie müssen sich anmelden oder registrieren, um diese Funktion zu nutzen
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy GrantsGastgebende Einrichtung
10117 Berlin
Deutschland