Description du projet
Du fluide quantique de la lumière à l’isolant de Mott photonique
En 2002, la transition de phase observée entre le superfluide et l’isolant de Mott dans les gaz quantiques atomiques ultrafroids a donné lieu à une simulation quantique expérimentale. Cependant, les progrès de l’optique quantique pour la détection des fluctuations quantiques et de l’enchevêtrement ne peuvent pas être appliqués. Le projet pionnier MISTiQ-Light, financé par le CER, étudiera une transition potentielle de la superfluidité à un isolant de Mott dans des photons en interaction forte. Des manipulations expérimentales innovantes permettront de créer des conditions dans lesquelles les photons se comportent comme un fluide quantique de la lumière. L’objectif est de réaliser la même transition de phase que dans les gaz atomiques ultrafroids, avec l’émergence d’un état de lumière à plusieurs corps. L’isolateur de Mott photonique permettra d’explorer les effets quantiques et de résoudre les problèmes d’évolutivité des technologies quantiques photoniques.
Objectif
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.
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: Le vocabulaire scientifique européen.
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Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMME PRINCIPAL
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Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
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(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-COG
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La contribution financière nette de l’UE est la somme d’argent que le participant reçoit, déduite de la contribution de l’UE versée à son tiers lié. Elle prend en compte la répartition de la contribution financière de l’UE entre les bénéficiaires directs du projet et d’autres types de participants, tels que les participants tiers.
75006 PARIS
France
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.