Descripción del proyecto
Una nueva plataforma electroóptica abre la puerta a las tecnologías cuánticas
Los fotones no interactúan fácilmente con otros fotones, lo cual los convierte en portadores de información ideales para las comunicaciones a larga distancia. El equipo del proyecto cQEO, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, combinará la fibra óptica, que ofrece la mejor vía para crear redes cuánticas robustas, con cúbits superconductores, una de las principales plataformas para crear procesadores cuánticos. Los investigadores estudiarán las fuertes interacciones entre circuitos superconductores y fotones ópticos para entrelazar cúbits a lo largo de varios kilómetros de fibra. Gracias a cQEO se podrá conocer mejor el acoplamiento electroóptico de cuantos individuales en entornos ultrafríos y lograr un procesamiento de la información, así como una detección distribuida, con potencias de señal sin precedentes.
Objetivo
Optical photons propagate with ultra-low loss and do not interact easily which makes them perfect information carriers. Logical operations and sensing on the other hand rely on nonlinearities and strong interactions. GHz clock speed electrical circuits are used for computing and wireless receivers a frequency range where also some of the most promising solid-state quantum devices, such as superconducting circuits and semiconductor spin qubits, operate and interact. The field of microwave photonics combines these two domains of the electromagnetic spectrum with a diverse set of applications ranging from radar and satellite communication, to radio-over-fiber and remote sensing. At the quantum level however, no equivalent technology exists. This is particularly problematic because quantum systems rely on analog information exchange in a low-noise environment. Microwave quantum circuits so far are restricted to operate inside an isolated space at millikelvin temperatures.
Building on our modular electro-optic platform - the lowest noise microwave-optical interconnect to date - cQEO will realize a remarkable set of new experiments that were not possible before: Heralded entanglement and teleportation of long-lived qubit states over kilometers of fiber, synthesis of optical cat states from microwave cats, photonic control and readout of superconducting circuits, as well as photonic masing and RF sensing below the standard quantum limit. Pushing towards higher electro-optic cooperativities will open up the rich physics known from cavity optomechanics, except now it is the readily accessible microwave field that experiences dynamical and quantum back-action rather than a mechanical mode. This is a new physical limit akin to nonlinear optics that was predicted a decade ago but never realized.
cQEO aims to uncover the full range of new physics offered by high quantum cooperativity electro-optics combined with the unique capabilities of circuit quantum electrodynamics.
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
3400 Klosterneuburg
Austria