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Matter-wave circuits of multi-component ultracold atomic systems

Descrizione del progetto

Circuiti quantistici ingegnerizzati con fluidi atomici ultra-freddi

L’atomtronica è un campo avanzato della tecnologia quantistica che impiega atomi ultra-freddi per costruire circuiti quantistici. Gli atomi ultra-freddi possono essere controllati con precisione, formando onde di materia che si comportano come correnti elettriche ma con proprietà quantistiche uniche. Tali circuiti sfruttano la natura statistica dei fluidi quantistici (bosoni, fermioni o loro miscele) per consentire nuove funzionalità. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto SUN_Atomtronics si concentrerà sui fluidi quantistici composti da fermioni e bosoni fortemente interagenti. Un obiettivo fondamentale è lo sviluppo del SU(N) AQUID, un dispositivo atomtronico equivalente allo SQUID (uno strumento che misura con precisione campi magnetici molto deboli), che potrebbe migliorare il rilevamento della rotazione e consentire la realizzazione di qubit atomtronici basati sulla corrente. La ricerca proposta avvicinerà Atomtronics alle applicazioni nel mondo reale.

Obiettivo

The proposed research project is in the field of atomtronics, a research area that capitalizes on the versatility and customizability of ultracold atoms trapped in magneto-optical traps to realize quantum circuits of guided matter-waves in various architectures. Specifically, I rely on a peculiar aspect of atomtronic circuits: the statistical nature of the quantum fluid coursing through them, be it bosons, fermions, or a mixture thereof, which dictates their functionality, leading to radical new circuitry. Focusing on atomtronic circuits whose quantum fluid is composed of strongly interacting multi-component fermionic and bosonic atoms, I will provide prototypes for unique and innovative hardware for quantum technologies geared towards quantum sensing, extending the scope of cold atom quantum simulators in basic science. My efforts will simultaneously span across three domains that Europe's Quantum Flagship and its several extensions outlined: sensing, simulation, and basic science. An attractive feature of atomtronics is the expectation that final applications exploiting its devices and its strategic sub-fields are close to fruition, corroborated by the great efforts and resources of important 'world nerve-centres' for quantum technologies (NIST (USA), CQT-NUS (Singapore) and LENS (Italy)). After an intensive study of atomtronic circuits operating with bosonic fluids, recent experiments have set in motion the next chapter in atomtronics to explore the potential of multi-component fermionic matter-waves circuits. Building on the foundation of my earlier works on this topic, the ideas outlined in this proposal explore this new direction of atomtronics-enabled quantum technologies revolving around the SU(N) AQUID -- the atomtronic counterpart of the SQUID, which is expected to realize rotation sensors with heightened capabilities and serve as a platform for the realization of a current-based atomtronic qubit.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinatore

UNIVERSITE GRENOBLE ALPES
Contributo netto dell'UE
€ 235 854,75
Indirizzo
621 AVENUE CENTRALE
38058 Grenoble
Francia
Regione
Auvergne-Rhône-Alpes Rhône-Alpes Isère
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (3)