Descripción del proyecto
Dicalcogenuros de metales de transición: una vía hacia los circuitos ópticos cuánticos integrados en un chip
La informática cuántica acelerará la solución de problemas extremadamente complejos que los ordenadores clásicos podrían tardar años en resolver y permitirá realizar cálculos que antes no eran posibles. La informática cuántica óptica codifica cúbits en fotones individuales emitidos por fuentes monofotónicas (FMF). Para que los fotones que emiten luz de forma natural a longitudes de onda ligeramente distintas sean indistinguibles, es necesario un control activo de las FMF. Además, las plataformas de materiales convencionales dificultan la integración de FMF, guías de ondas y detectores en un único chip. El equipo del proyecto TuneTMD, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, aprovechará los dicalcogenuros metálicos de transición multicapa nanoingenierizados para fabricar nuevos FMF, guías de onda, divisores de haz y detectores, simplificando así la integración y permitiendo crear circuitos ópticos cuánticos integrados en un chip.
Objetivo
In optical quantum computing, qubits are encoded on single indistinguishable photons emitted by single-photon sources (SPSs). The computation is carried out by interfering single photons and by measuring the output using single-photon detectors. A scalable optical quantum computer requires many individual SPSs emitting indistinguishable single photons, however, different SPSs emit light at slightly different wavelengths due to fabrication imperfections. This issue can be resolved by implementing an active control for each SPS to ensure generation of completely identical photons. Despite recent progress, active control of individual SPSs still remains one of the biggest challenges in future quantum technologies. Moreover, the vision of constructing an on-chip platform by integrating SPSs, waveguides, and detectors into a single planar chip is challenging due to the complicated integration of the conventional material platforms.
The TuneTMD project aims at developing a tunable on-chip integrated optical circuit using fully nanoengineered mono- and multilayer transition metal dichalcogenides (TMDs), and performing Hong-Ou-Mandel experiments on-chip. I hypothesize that unique optical and physical properties of multilayer TMDs such as high refractive index, low loss at telecom range, active tuning capability, and easy integration between different types of TMDs, combined with optimized nanopatterning techniques make nanoengineered TMDs the ideal semiconductor platform to build tunable, on-chip, fully integrated quantum optical circuits. I will exploit my expertise in nanophotonics and 2D materials to fabricate novel TMD photonic devices, e.g. SPS, waveguide, beamsplitter, and detector. Then I will integrate them on a chip to construct fully integrated quantum optical circuits. Finally, to demonstrate the ground-breaking nature of the proposed platform, I will perform a Hong-Ou-Mandel experiment with two tunable sources.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
2800 Kongens Lyngby
Dinamarca