Descripción del proyecto
Una nueva combinación de materiales mejoraría la generación de luz cuántica
Los avances continuos en el procesamiento de la información fotónica cuántica y la informática cuántica exigen un control más eficiente de la generación de luz cuántica. Los puntos cuánticos (QD, por sus siglas en inglés) semiconductores han surgido como fuentes excepcionales de fotones. A pesar de su potencial, conseguir tanto una alta indistinguibilidad de los fotones como una gran eficacia en la extracción de luz es un reto. A menudo, los métodos actuales para mejorar la extracción comprometen la calidad de los fotones debido a las limitaciones técnicas y materiales. Financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, el equipo del proyecto DIRAQUM pretende resolver estos problemas integrando los QD con metamateriales fotónicos de Dirac. Estos metamateriales soportan estados topológicos de borde que son resilientes a las imperfecciones y mejoran las interacciones entre la luz y la materia. Al combinar los QD de InGaAs con los metamateriales fotónicos de Dirac, los investigadores consiguen la indistinguibilidad de fotones, la extracción eficaz de fotones y la emisión monofotónica precisa.
Objetivo
Technology in photonic quantum information processing and quantum computing is advancing rapidly, requiring more efficient and precise control of the generation of quantum states of light. Over the past decade, semiconductor quantum dots (QDs) have emerged as near-perfect photon sources with unprecedented photon emission rates compared to other technologies. However, two key factors, photon indistinguishability and extraction efficiency, are critical for practical applications such as multiphoton interferometric experiments, quantum computing and boson sampling. Achieving both high photon indistinguishability and extraction efficiency from any quantum light source is challenging due to inherent trade-offs between precise control of photon properties and efficient collection, as well as technical and material limitations. Various photonic structures (such as cavities and metamaterials) have been used to improve the extraction efficiency of the emitters, but they often introduce complexities that adversely affect photon indistinguishability. Imperfections such as etched surfaces around QDs can lead to unwanted effects like an unstable charge environment due to exposed crystal bonds and surface interactions, ultimately degrading photon indistinguishability. To address these issues and improve performance, a promising alternative approach is to integrate quantum dots with Dirac photonic metamaterials. Within these metamaterials, topological states can emerge as protected edge states, which are known to be resilient to disorder and imperfections. Furthermore, Dirac photonic metamaterials lead to enhanced light-matter interactions, allowing a dramatic increase in spontaneous emission and the manipulation of chiral photon modes. The overall aim of this project is to combine quantum dots (InGaAs) with Dirac photonic metamaterials to achieve specific goals, including high photon indistinguishability, efficient photon extraction and tailored single-photon emission.
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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- ciencias naturalesciencias físicaselectromagnetismo y electrónicadispositivo semiconductor
- ciencias naturalesciencias físicasfísica teóricafísica de partículasfotones
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Programa(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinador
97070 Wuerzburg
Alemania