Descripción del proyecto
Del fluido cuántico de la luz al aislante fotónico de Mott
En 2002, la transición de fase observada de un superfluido a un aislante de Mott en gases cuánticos atómicos ultrafríos dio lugar a la simulación cuántica experimental. Sin embargo, las tecnologías de óptica cuántica no se pueden emplear para detectar las fluctuaciones cuánticas o el entrelazamiento cuántico. En el proyecto pionero MISTiQ-Light, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, se examinará una posible transición de la superfluidez a un aislante de Mott en fotones que interactúan fuertemente. Mediante una manipulación experimental innovadora se crearán las condiciones que posibiliten que los fotones se comporten como un fluido cuántico de luz. El objetivo es lograr la misma transición de fase que en gases atómicos ultrafríos, con la aparición de un estado de luz de muchos cuerpos. El aislante fotónico de Mott permitirá investigar los efectos cuánticos y resolver los problemas de escalabilidad de las tecnologías cuánticas fotónicas.
Objetivo
Photons are great carriers of information but they usually don’t interact with one another. Atoms interact but are hard to manipulate and do not benefit from the toolbox of quantum optics for detecting quantum fluctuations and entanglement.
Many approaches have been proposed to marry these two systems for quantum simulation of condensed matter with strongly interacting photons, but to date, the realization of large-scale synthetic materials made of optical photons is still missing.
My project targets this exciting goal, namely the creation of synthetic photonic matter. It relies on the original approach of engineering a quantum phase transition in a fluid of light.
Specifically, I will investigate the superfluid to Mott insulator transition for light propagating in a dense cold atomic cloud. Photons will acquire an effective mass due to the paraxial approximation and I will generate and tune the strong photon-photon interactions via a giant Kerr non-linearity induced by manipulating atomic coherences. In this regime, photons will behave as a quantum fluid of light and follow an evolution similar to ultracold atomic quantum gases.
My original hypothesis is that a fluid of light should undergo the same phase transition, driven by quantum fluctuations, as quantum gases do, and that a many-body state of light will emerge from this transition.
At the fundamental level, a Mott insulator state of light allows for exploring truly quantum effects such as the emergence of analogue of phase transition in non-equilibrium systems, the presence of quantum depletion and pre-thermal states and the entanglement dynamics in many-body systems.
On the applied side, a photonic Mott insulator is a giant source of single photons (or any Fock state) with potentially several hundreds of lattice sites delivering tunable photon number-states in parallel. It will be a game changer for scalability issues in photonics quantum technologies.
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. Véas: El vocabulario científico europeo..
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Programa(s)
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMA PRINCIPAL
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Tema(s)
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Régimen de financiación
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Convocatoria de propuestas
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2022-COG
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Aportación financiera neta de la UE. Es la suma de dinero que recibe el participante, deducida la aportación de la UE a su tercero vinculado. Considera la distribución de la aportación financiera de la UE entre los beneficiarios directos del proyecto y otros tipos de participantes, como los terceros participantes.
75006 PARIS
Francia
Los costes totales en que ha incurrido esta organización para participar en el proyecto, incluidos los costes directos e indirectos. Este importe es un subconjunto del presupuesto total del proyecto.