Projektbeschreibung
Forschung nutzt Photonen-Wechselwirkungen für Quantensimulationen
Mit Quantensimulationen können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weitere Erkenntnisse über physikalische Probleme gewinnen, indem sie Effekte emulieren, die für klassische Computer zu schwierig zu simulieren sind. Experimente mit ultrakalten Atomen und gefangenen Ionen sind typische Beispiele für die Anwendung von Quantensimulatoren. Das EU-finanzierte Projekt PhoQuS plant die Entwicklung einer neuen Plattform für Quantensimulationen auf der Grundlage photonischer Quantenflüssigkeiten. Durch die Verbindung von theoretischen und experimentellen Verfahren zur kontrollierten Manipulation von Quantensystemen (Photonen) mit der Vielkörper- und Quantenfeldphysik soll das Projekt das Verständnis der supraflüssigen und turbulenten Natur von Lichtwellen verbessern. Die Projektergebnisse werden Auswirkungen auf die Grundlagenforschung haben – von der Physik der kondensierten Materie über die Quantenoptik bis hin zur Astrophysik.
Ziel
Quantum simulation is an emerging and exciting field for which several systems, such as ultracold-atoms, trapped ions or superconducting circuits are being actively investigated. In this project we aim to develop a novel platform for quantum simulation, based on photonic quantum fluids. Quantum fluids of light can be realised in different photonic systems with suitable nonlinearities, allowing to engineer an effective photon-photon interaction. The photon-photon interaction necessary to form a superfluid is provided by the optical nonlinearity of the medium. We will first fully characterize the superfluid and quantum turbulent regimes for quantum fluids of light, investigating the propagation in optically controlled landscapes with the demonstration of important milestones such as many-body localization and the superfluid to Mott–insulator transition. Based on these achievements and on the unprecedented flexibility offered by the all- optical control in quantum fluids of light, we will implement quantum simulations and simulate systems of very different nature, ranging from astrophysics to condensed matter. Fundamental open questions such as superconductivity, black hole physics, and quantum gravity will be addressed within the photon fluid platform.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-FETFLAG-2018-03
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
75006 Paris
Frankreich