Description du projet
La recherche exploite les interactions entre photons pour les simulations quantiques
Les simulateurs quantiques permettent aux scientifiques de mieux comprendre les problèmes physiques en émulant des effets trop difficiles à simuler pour les ordinateurs classiques. Les expériences impliquant des atomes ultrafroids et des ions piégés sont des exemples typiques d’applications de simulateurs quantiques. Le projet PhoQuS, financé par l’UE, prévoit de développer une nouvelle plateforme de simulations quantiques basée sur des fluides quantiques photoniques. En fusionnant les techniques théoriques et expérimentales de manipulation contrôlée de systèmes quantiques (photons) avec la physique des corps multiples et des champs quantiques, le projet vise à améliorer la compréhension de la nature superfluide et turbulente des ondes lumineuses. Les résultats du projet auront des implications pour la science fondamentale, de la physique de la matière condensée et de l’optique quantique à l’astrophysique.
Objectif
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.
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
RIA - Research and Innovation actionCoordinateur
75006 Paris
France