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Superatom Waveguide Quantum Electrodynamics

Descrizione del progetto

Fotoni multipli fortemente interagenti offrono un passo avanti verso il calcolo quantistico

L’ottica quantistica non lineare studia il modo in cui i fotoni si attraggono o si respingono l’un l’altro in modo simile alle particelle cariche elettricamente. La comprensione delle forti interazioni tra fotoni potrebbe far progredire la comprensione dell’interazione luce-materia e consentire la realizzazione di dispositivi cruciali per la comunicazione quantistica e l’elaborazione dell’informazione quantistica. Tuttavia, i fotoni non interagiscono in circostanze normali e non si incontrano contemporaneamente in uno stesso atomo. Il progetto SuperWave, finanziato dal CER, creerà un mezzo ottico unico in cui migliaia di atomi che agiscono collettivamente (superatomi) si combineranno con la luce in una nanofibra ottica. Il mezzo sarà più sottile del diametro degli atomi impiegati. Con questo nuovo sistema, i ricercatori intendono studiare il comportamento della luce come materia fotonica esotica.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-SYG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

HUMBOLDT-UNIVERSITAET ZU BERLIN
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 3 507 226,25
Indirizzo
UNTER DEN LINDEN 6
10117 Berlin
Germania

Mostra sulla mappa

Regione
Berlin Berlin Berlin
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 3 507 226,25

Beneficiari (4)

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