Description du projet
Une nouvelle combinaison de matériaux pourrait améliorer la génération de lumière quantique
Les progrès constants du traitement photonique de l’information quantique et de l’informatique quantique exigent un contrôle plus efficace de la génération de lumière quantique. Les points quantiques (QD) semi-conducteurs se sont révélés des sources exceptionnelles de photons. Malgré leur potentiel, il est toutefois difficile d’obtenir à la fois une haute indiscernabilité des photons et une efficacité d’extraction de la lumière. Les méthodes actuelles visant à améliorer l’extraction compromettent souvent la qualité des photons en raison de contraintes techniques et matérielles. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet DIRAQUM entend résoudre ces problèmes en intégrant des QD à des métamatériaux photoniques de Dirac. Ces métamatériaux supportent des états de bord topologiques résistant aux imperfections et améliorant les interactions entre la lumière et la matière. En combinant des QD InGaAs avec des métamatériaux photoniques de Dirac, les chercheurs ciblent l’indifférenciation des photons, une extraction efficace des photons et une mission précise de photons uniques.
Objectif
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.
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.
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- sciences naturellessciences physiquesélectromagnétisme et électroniquedispositif à semiconducteur
- sciences naturellessciences physiquesphysique théoriquephysique des particulesphotons
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Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régime de financement
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
97070 Wuerzburg
Allemagne