Spatial Quantum Optical Annealer for Spin Hamiltonians

Informations projet

HEISINGBERG

N° de convention de subvention: 101114978

DOI

10.3030/101114978

Date de signature de la CE 14 Juin 2023

Date de début 1 Novembre 2023

Date de fin 31 Octobre 2027

Financé au titre de

• The European Innovation Council (EIC)

Coût total

€ 3 260 250,00

Contribution de l’UE

€ 3 260 250,00

Coordonné par

UBITECH LIMITED
Cyprus

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Livrables

Documents, reports (4)

Risk management, Legal and Ethical issues and Guidelines

Evaluation of relevant issues and outlining of best use guidelines (T1.3, T1.4)

Plan for Dissemination and Communication Activities

Summary of planned dissemination and communication activities (T6.1)

Project handbook

Handbook with all essential project activities and information (T1.1)

Website and project logo

Website and project logo information with also social media links (T6.1)

Data Management Plan (1)

Data Management Plan

Details about the management of Data within the consortium (T1.4)

Publications

Peer reviewed articles (40)

Correlations in Circular Quantum Cascades

Auteurs: Miguel Ángel Palomo Marcos, Eduardo Zubizarreta Casalengua, Elena del Valle, Fabrice P. Laussy
Publié dans: ArXiv.org, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.5281/ZENODO.14272739

Unlocking multiphoton emission from a single-photon source through mean-field engineering

Auteurs: Sang Kyu Kim, Eduardo Zubizarreta Casalengua, Katarina Boos, Friedrich Sbresny, Carolin Calcagno, Hubert Riedl, Jonathan J. Finley, Carlos Antón-Solanas, Fabrice P. Laussy, Kai Müller, Lukas Hanschke, Elena del Valle
Publié dans: ArXiv.org, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.5281/ZENODO.14272895

Localization in quantum field theory for inertial and accelerated observers

Auteurs: R Falcone; C Conti
Publié dans: Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical, 2025, ISSN 1751-8121
Éditeur: IOP Publishing
DOI: 10.5281/ZENODO.14272290

Efficient Computation Using Spatial-Photonic Ising Machines: Utilizing Low-Rank and Circulant Matrix Constraints

Auteurs: Richard Zhipeng Wang, James S. Cummins, Marvin Syed, Nikita Stroev, George Pastras, Jason Sakellariou, Symeon Tsintzos, Alexis Askitopoulos, Daniele Veraldi, Marcello Calvanese Strinati, Silvia Gentilini, Davide Pierangeli, Claudio Conti, Natalia G. Berlo
Publié dans: ArXiv.org, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.5281/ZENODO.14272569

Astronomy and Astrophysics

Auteurs: Berloff, Gleb; Berloff, Natalia
Publié dans: The Astrophysical Journal, 2025, ISSN 0004-6361
Éditeur: Springer Verlag
DOI: 10.48550/ARXIV.2511.15756

Analog optical computer for AI inference and combinatorial optimization

Auteurs: Kalinin, Kirill P; Gladrow, Jannes; Chu, Jiaqi; Clegg, James H; Cletheroe, Daniel; Kelly, Douglas J; Rahmani, Babak; Brennan, Grace; Canakci, Burcu; Falck, Fabian; Hansen, Michael; Kleewein, Jim; Kremer, Heiner; O'Shea, Greg; Pickup, Lucinda; Rajmohan, Saravan; Rowstron, Ant; Ruhle, Victor; Braine, Lee; Khedekar, Shrirang; Berloff, Natalia G; Gkantsidis, Christos; Parmigiani, Francesca; Ballani, Hitesh
Publié dans: Nature, 2025, ISSN 1476-4687
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.17863/CAM.118719

Correlations in circular quantum cascades

Auteurs: Miguel Ángel Palomo Marcos; Eduardo Zubizarret Casalengua; Elena del Valle; Fabrice P. Laussy
Publié dans: Physical Review A, 2025, ISSN 2469-9934
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.5281/ZENODO.14272740

High-Fidelity Spatial Photonic Ising Machines via Precise Wavefront Shaping

Auteurs: D. Karanikolopoulos, P. S. Karavelas, L. Mouchliadis, A. K. Spiliotis, N. L. Pitanios, S. Gentilini, D. Veraldi, P. Charlesworth, D. Pierangeli, J. Sakellariou, N. G. Berloff, S. I. Tsintzos, C. Conti, P. G. Savvidis Vie
Publié dans: CoRR, 2026, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.48550/ARXIV.2602.13714

Unveiling asymmetric topological photonic states in anisotropic 2D perovskite microcavities

Auteurs: Emmanouil G. Mavrotsoupakis; Leonidas Mouchliadis; Junhui Cao; Minoas C. Chairetis; Marios E. Triantafyllou-Rundell; Eleni C. P. Macropulos; Giannis G. Paschos; Apostolos Pantousas; Huaying Liu; Alexey V. Kavokin; Hamid Ohadi; Constantinos C. Stoumpos; Pavlos G. Savvidis
Publié dans: Light: Science & Applications, 2025, ISSN 2047-7538
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.1038/S41377-025-01852-8

Mirror-mediated long-range coupling and robust phase locking of spatially separated exciton-polariton condensates

Auteurs: Liang, Shuang; Alnatah, Hassan; Yao, Qi; Beaumariage, Jonathan; West, Ken; Baldwin, Kirk; Pfeiffer, Loren N.; Berloff, Natalia G.; Snoke, David W.
Publié dans: CoRR, 2025, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.5281/ZENODO.15753220

Nature

Auteurs: Momeni, Ali; Rahmani, Babak; Scellier, Benjamin; Wright, Logan; Mcmahon, Peter; Wanjura, Clara; Li, Yuhang; Skalli, Anas; Berloff, Natalia; Onodera, Tatsuhiro; Oguz, Ilker; Morichetti, Francesco; del Hougne, Philipp; Le Gallo, Manuel; Sebastian, Abu; Mirhoseini, Azalia; Zhang, Cheng; Marković, Danijela; Brunner, Daniel; Moser, Christophe; Gigan, Sylvain; Marquardt, Florian; Ozcan, Aydogan; Grollier, Julie; Liu, Andrea; Psaltis, Demetri; Alù, Andrea; Fleury, Romain
Publié dans: Nature, 2025, ISSN 0028-0836
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.48550/ARXIV.2406.03372

Fully Programmable Spatial Photonic Ising Machine by Focal Plane Division

Auteurs: Daniele Veraldi, Davide Pierangeli, Silvia Gentilini, Marcello Calvanese Strinati, Jason Sakellariou, James S. Cummins, Airat Kamaletdinov, Marvin Syed, Richard Zhipeng Wang, Natalia G. Berloff, Dimitrios Karanikolopoulos, Pavlos G. Savvidis, Claudio Cont
Publié dans: ArXiv.org, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.5281/ZENODO.14272805

Encoding arbitrary Ising Hamiltonians on Spatial Photonic Ising Machines

Auteurs: Jason Sakellariou, Alexis Askitopoulos, Georgios Pastras, Symeon I. Tsintzos
Publié dans: ArXiv.org, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.5281/ZENODO.14272712

Ising Hamiltonian minimization: Gain-based computing with manifold reduction of soft spins vs quantum annealing

Auteurs: James S. Cummins, Hayder Salman, Natalia G. Berloff
Publié dans: Physical Review Research, Numéro 7, 2025, ISSN 2643-1564
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/PHYSREVRESEARCH.7.013150

Observation of Lump Solitons

Auteurs: Ludovica Dieli, Davide Pierangeli, Fabio Baronio, Stefano Trillo, Claudio Conti
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 136, 2026, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/GGBS-Y21W

Complex Vector Gain-Based Annealer for Minimizing XY Hamiltonians

Auteurs: James S. Cummins, Natalia G. Berloff
Publié dans: ArXiv.org, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.5281/ZENODO.14272854

Spatial correlations of vortex quantum states

Auteurs: Eduardo Zubizarreta Casalengua, Fabrice P. Laussy
Publié dans: ArXiv.org, ISSN 2331-8422
Éditeur: ArXiv.org
DOI: 10.5281/ZENODO.14272344

Efficient computation using spatial-photonic Ising machines with low-rank and circulant matrix constraints

Auteurs: Richard Zhipeng Wang; James S. Cummins; Marvin Syed; Nikita Stroev; George Pastras; Jason Sakellariou; Symeon Tsintzos; Alexis Askitopoulos; Daniele Veraldi; Marcello Calvanese Strinati; Silvia Gentilini; Davide Pierangeli; Claudio Conti; Natalia G. Berloff
Publié dans: Communications Physics, 2025, ISSN 2399-3650
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.17863/CAM.116145

Inequality for relativistic local quantum measurements

Auteurs: Riccardo Falcone, Claudio Conti
Publié dans: Physical Review D, Numéro 113, 2026, ISSN 2470-0010
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/YDMG-5VJM

Instantons and Rarefaction Pulses as Pathways to Global Phase Coherence in Gain-Based Optical Networks

Auteurs: Wang, Richard Zhipeng; Berloff, Natalia G.
Publié dans: CoRR, 2025, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.48550/ARXIV.2505.04031

Localization in quantum field theory

Auteurs: Riccardo Falcone, Claudio Conti
Publié dans: Reviews in Physics, Numéro 12, 2024, ISSN 2405-4283
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.48550/arXiv.2312.15348

Vector Ising spin annealer for minimizing Ising Hamiltonians

Auteurs: James S. Cummins; Natalia G. Berloff
Publié dans: Communications Physics, 2025, ISSN 2399-3650
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.17863/CAM.118720

Fully Programmable Spatial Photonic Ising Machine by Focal Plane Division

Auteurs: Daniele Veraldi; Davide Pierangeli; Silvia Gentilini; Marcello Calvanese Strinati; Jason Sakellariou; James S. Cummins; Airat Kamaletdinov; Marvin Syed; Richard Zhipeng Wang; Natalia G. Berloff; Dimitrios Karanikolopoulos; Pavlos G. Savvidis; Claudio Conti
Publié dans: Physical Review Letters, 2025, ISSN 1079-7114
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.48550/ARXIV.2410.10689

Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences

Auteurs: E. Zubizarreta Casalengua; F. P. Laussy; E.‍ ‍del Valle
Publié dans: Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2024, ISSN 1364-503X
Éditeur: Royal Society
DOI: 10.48550/ARXIV.2402.14010

Macroscopic Noise Amplification by Asymmetric Dyads in Non-Hermitian Optical Systems for Generative Diffusion Models

Auteurs: Alexander Johnston, Natalia G. Berloff
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 132, 2025, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.48550/arXiv.2206.12200

Phase retrieval via gain-based photonic XY-Hamiltonian optimization

Auteurs: Richard Zhipeng Wang; Guangyao Li; Silvia Gentilini; Davide Pierangeli; Marcello Calvanese Strinati; Claudio Conti; Natalia G. Berloff
Publié dans: Communications Physics, 2026, ISSN 2399-3650
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.5281/ZENODO.15753173

Localization in Quantum Field Theory for inertial and accelerated observers

Auteurs: Riccardo Falcone, Claudio Conti
Publié dans: ArXiv.org, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.5281/ZENODO.14272290

Coupling Light with Matter for Identifying Dominant Subnetworks

Auteurs: Airat Kamaletdinov, Natalia G. Berloff
Publié dans: ArXiv.org, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.5281/ZENODO.14272547

Training of Physical Neural Networks

Auteurs: Ali Momeni, Babak Rahmani, Benjamin Scellier, Logan G. Wright, Peter L. McMahon, Clara C. Wanjura, Yuhang Li, Anas Skalli, Natalia G. Berloff, Tatsuhiro Onodera, Ilker Oguz, Francesco Morichetti, Philipp del Hougne, Manuel Le Gallo, Abu Sebastian, Azalia
Publié dans: ArXiv.org, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.5281/ZENODO.14272622

Photon liquefaction in time

Auteurs: Eduardo Zubizarreta Casalengua, Elena del Valle, Fabrice P. Laussy
Publié dans: APL Quantum, Numéro 1, 2024, ISSN 2835-0103
Éditeur: AIP Publising
DOI: 10.1063/5.0206213

Solving Distance-Based Optimization Problems Using Optical Hardware

Auteurs: Li, Guangyao; Wang, Richard Zhipeng; Berloff, Natalia G.
Publié dans: CoRR, 2025, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.48550/ARXIV.2507.11378

Unlocking multiphoton emission from a single-photon source through mean-field engineering

Auteurs: Sang Kyu Kim; Eduardo Zubizarreta Casalengua; Katarina Boos; Friedrich Sbresny; Carolin Calcagno; Hubert Riedl; Jonathan J. Finley; Carlos Antón-Solanas; Fabrice P. Laussy; Kai Müller; Lukas Hanschke; Elena del Valle
Publié dans: CLEO 2025, 2025, ISSN 2160-8989
Éditeur: Optica Publishing Group
DOI: 10.1126/SCIADV.ADW3395

Higher-Order Kuramoto Oscillator Network for Dense Associative Memory

Auteurs: Nägerl, Jona; Berloff, Natalia
Publié dans: CoRR, 2025, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.48550/ARXIV.2507.21984

Encoding Arbitrary Ising Hamiltonians on Spatial Photonic Ising Machines

Auteurs: Jason Sakellariou; Alexis Askitopoulos; Georgios Pastras; Symeon I. Tsintzos
Publié dans: Physical Review Letters, 2025, ISSN 1079-7114
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.5281/ZENODO.14272712

Two photons everywhere

Auteurs: E. Zubizarreta Casalengua; F. P. Laussy; E.‍ ‍del Valle
Publié dans: Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2024, ISSN 1471-2962
Éditeur: Royal Society
DOI: 10.48550/ARXIV.2402.14010

Benchmarking the optimization of optical machines with the planted solutions

Auteurs: Nikita Stroev, Natalia G. Berloff, Nir Davidson
Publié dans: Communications Physics, Numéro 7, 2024, ISSN 2399-3650
Éditeur: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.48550/arXiv.2311.06859

Observation of Two-Dimensional Dam Break Flow and a Gaseous Phase of Solitons in a Photon Fluid

Auteurs: Ludovica Dieli, Davide Pierangeli, Eugenio DelRe, Claudio Conti
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 133, 2025, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.5281/zenodo.14272783

Vector Ising Spin Annealer for Minimizing Ising Hamiltonians

Auteurs: James S. Cummins, Natalia G. Berloff
Publié dans: ArXiv.org, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.5281/ZENODO.14272383

A Fully Analog Pipeline for Portfolio Optimization

Auteurs: Cummins, James;Berloff, Natalia
Publié dans: ArXiv.org, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.5281/ZENODO.14272870

Optimal quantum key distribution networks: capacitance versus security

Auteurs: Cirigliano L.; Brosco V.; Castellano C.; Conti C.; Pilozzi L.
Publié dans: npj Quantum Information, Vol 10, Iss 1, Pp 1-9 (2024), 2024, ISSN 2056-6387
Éditeur: Springer
DOI: 10.48550/arxiv.2312.04221

Other (1)

Beyond Digital: Harnessing Analog Hardware for Machine Learning

Auteurs: Marvin Syed, Kirill Kalinin, Natalia Berloff
Éditeur: openreview.net