Projektbeschreibung
Simulation der Ausbreitung der Licht-Materie-Verschränkung in großen hybriden Netzen
Die Licht-Materie-Kopplung wird für die technologische Quantenrevolution unerlässlich sein, bei der hybride Quantensysteme mit mehreren physikalischen Freiheitsgraden durch Quanten-Optoelektronik realisiert werden. Ziel des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts enQnet ist es, innovative theoretische Instrumente für die Simulation mehrerer Ebenen in Quantencomputern und -simulatoren bereitzustellen, die über die Simulation der derzeitigen Zwei-Ebenen-Systeme von Qubits hinausgehen. Im Rahmen des Projekts werden ein Quantenpunkt, der an zwei Hohlräume gekoppelt ist, sowie die Verschränkung der von den beiden emittierten Photonen untersucht und anschließend auf mehrere Quantenpunkte ausgedehnt, die mit den beiden Hohlräumen verbunden sind. Schließlich werden große hybride Netze eingesetzt, um neuartige Beschreibungen der Ausbreitung der Verschränkung zu analysieren.
Ziel
Hybrid quantum systems couple together multiple distinct physical degrees of freedom. They are essential to the quantum technological revolution as, for instance, the light-matter coupling provides a way to transfer information from electronic to optical systems or vice versa. They also allow studying fundamental physics of quantum information.
I propose a theoretical project involving hybrid quantum networks consisting of coupled photonic and electronic systems. It will lead to a state-of-the-art blueprint for a quantum simulator and a set of new tools for understanding quantum mechanical entanglement in practice.
Currently, there are efforts to build quantum computers and simulators. These systems are often based on superconducting circuits or trapped ions with one type of a system: a qubit which is a two-level system. However, simulating modes with multiple levels, optical or vibrational systems for example, is inefficient with qubits. This project aims to provide novel theoretical tools for a hybrid quantum network that would fare better because it already contains optical modes. The theoretical tools developed combine condensed matter physics and quantum optics including phase-space methods.
I tackle the scientific objective in the following way: First, I focus on specific light-matter interactions of quantum dots and microwave cavities. I look into the smallest possible network of a quantum dot coupled to two cavities. In this simple network, I characterize the non-classical and non-local correlations of the two cavities, their entanglement, by studying the cross-correlations of the photons emitted by the cavities. Second, I expand the network by connecting quantum dots to the two cavities. This allows seeing the propagation of entanglement from the cavities to the terminating quantum dots. Finally, I extend the investigations to large hybrid networks which I will use for quantum simulation and to find new effective descriptions of entanglement propagation.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
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22100 Lund
Schweden