Description du projet
Utiliser les points quantiques d’arséniure de gallium pour exploiter les photons dans la science quantique
Tout comme l’informatique quantique a peiné pour aller au-delà d’une poignée de qubits, les plates-formes de photons permettant d’étudier les propriétés quantiques de manière isolée rencontrent des difficultés pour aller au-delà des systèmes à trois photons. Le projet PQART, financé par l’UE, s’attaquera à ce problème avec des points quantiques d’arséniure de gallium (PQ GaAs). Les PQ sont généralement des nanocristaux semi-conducteurs. Contrairement aux points quantiques conventionnels, les PQ GaAs sont des atomes artificiels libres de toute contrainte mécanique. Cela signifie qu’il y a moins de bruit et que les propriétés optiques des photons sont plus proches, ce qui est essentiel pour une plateforme évolutive. PQART utilisera des nanostructures photoniques pour interfacer des PQ GaAs sur une puce photonique, ce qui permettra de mener des expériences évolutives susceptibles d’inspirer les futures technologies quantiques photoniques.
Objectif
Photons are an excellent platform to explore fundamental quantum properties without disturbance from the environment. They are also advantageous for applied topics such as quantum communication and simulation. The prerequisite for exploiting photons in quantum science is producing and manipulating high-quality streams of entangled photons in a scalable setting. Yet, the progress on this front has been slow primarily due to shortcomings in material properties. So far, only small states involving three photons have been demonstrated, and the quest of generating two-dimensional entanglement is untouched.
In this project, I will address the scalability problem employing an emerging class of artificial atoms named gallium arsenide quantum dots (GaAs QDs). Contrary to standard QDs, GaAs QDs are free from mechanical strain. As a result, GaAs QDs have lower noise, and different GaAs QDs have similar optical properties; these are critical requirements for a scalable platform. We will use photonic nanostructures to flexibly interface GaAs QDs on a photonic chip. Such a scalable platform will be an invaluable contribution to photonic quantum technologies. As an immediate outcome, we will use this platform to deliver three novel goals:
1. Highly entangled states of photons with two-dimensional connectivity
2. First experimental studies on the interaction between photons in a strongly non-linear medium
3. Pave the way towards quantum memories based on the collective states of nuclei in a QD
These achievements will be enabling contributions to quantum technologies. Two-dimensional clusters of entangled photons are indispensable resources with immediate applications in quantum communication and will open new prospects for photonic quantum simulation. Additionally, studying the interaction between photons in a strongly nonlinear medium will enable us to build number-resolving photon detectors, and in the longer term, may enable emulating many-body quantum systems on our platform.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- sciences naturellessciences chimiqueschimie inorganiquemétal pauvre
- sciences naturellessciences physiquesphysique théoriquephysique des particulesphotons
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-STG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
1165 Kobenhavn
Danemark