Opis projektu
Silnie oddziałujące fotony krokiem do rozwoju komputerów kwantowych
Nieliniowa optyka kwantowa bada, w jaki sposób fotony przyciągają się lub odpychają w podobny sposób jak cząstki naładowane elektrycznie. Zrozumienie silnych oddziaływań fotonów może przyczynić się do zrozumienia oddziaływań między światłem i materią, co umożliwi realizację kluczowych urządzeń wykorzystywanych w komunikacji kwantowej i przetwarzaniu informacji kwantowych. Problemem jest to, że fotony nie oddziałują ze sobą w normalnych warunkach i nie spotykają się jednocześnie w jednym atomie. Finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projekt SuperWave opracuje wyjątkowy ośrodek optyczny, w którym tysiące współdziałających atomów (superatomów) połączą się ze światłem w optycznym nanowłóknie, którego średnica będzie mniejsza od średnicy zastosowanych atomów. Dzięki temu nowatorskiemu systemowi naukowcy chcą zbadać zachowanie światła jako egzotycznej materii fotonicznej.
Cel
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.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy GrantsInstytucja przyjmująca
10117 Berlin
Niemcy