Projektbeschreibung
Mikrowellenphotonen und Multimode-Korrelationen für Quanteninformatikanwendungen
Im Bereich der Quantenoptik werden die Zustände von Photonen und die Eigenschaften von Quantenlicht ausgenutzt, das mehrere Moden (z. B. räumlich, zeitlich, frequenz- oder polarisationsbezogen) umfasst. Sie bietet die Chance auf eine großmaßstäbliche Quanteninformationsverarbeitung, bei der jeder Mode einen individuellen Quantenzustand oder Freiheitsgrad repräsentiert. Dieser Systemtyp ist bislang nur für Photonen im sichtbaren Frequenzbereich, aber nicht im Mikrowellenbereich realisiert worden, der jedoch zahlreiche Vorteile für die Quanteninformatik zu bieten hat. Das EU-finanzierte Projekt MOSAiC wird nun diese Lücke schließen, indem in Experimenten Multimode-Quantenzustände von Mikrowellenphotonen in supraleitenden Quantenschaltungen erzeugt werden und anschließend Kontrolle über Quantenkorrelationen ausgeübt wird.
Ziel
Large multimode photonic quantum states are of paramount importance in the race to build a quantum computer and have been recently proposed as platforms for universal quantum computing. This class of quantum states has been experimentally demonstrated at the optical frequencies, but it is still not established in the microwave range, where one can take advantage of much higher non-linear interactions without introducing dissipation or dephasing. The aim of this proposal is to experimentally generate multimode quantum states of microwave photons with superconducting quantum circuits.
The project aims at the control and characterization of quantum correlations between different frequency modes in microwave photons interacting with superconducting quantum devices. In order to reach this ambitious goal, non-linear processes in parametric Josephson devices will be explored. In particular, non-linear interactions will be engineered to generate multimode quantum correlations. This research will contribute to generate and manipulate very large multimode quantum states for the first time in the microwave regime. Controlling this kind of quantum states would represent a decisive step forward in the realisation of quantum information processing in the framework of Circuit Quantum Electrodynamics.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssuperconductivity
- natural sciencesphysical sciencestheoretical physicsparticle physicsphotons
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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75794 Paris
Frankreich