Description du projet
De quelques quasi-particules exotiques à un grand nombre, sur la voie des réseaux et de l’informatique
Les atomes de Rydberg possèdent un seul électron de valence externe qui peut être excité vers des états quantiques supérieurs. En pratique, cela signifie que l’électron peut se déplacer très loin du noyau, augmentant un milliard de fois le rayon atomique et facilitant des interactions extraordinaires avec les atomes voisins tout en restant lié à son propre noyau. Ces atomes de Rydberg peuvent également interagir avec des photons uniques pour créer des polaritons de Rydberg à forte interaction. Le contrôle de ces interactions ouvre la voie à des dispositifs optiques quantiques innovants, et le projet InterPol, financé par l’UE, va encore plus loin. En passant de l’étude expérimentale de quelques polaritons à un grand nombre, l’équipe fait progresser le domaine vers des dispositifs informatiques quantiques basés sur les polaritons.
Objectif
Rydberg quantum optics (RQO) is a very promising approach to achieve effective interactions at the level of individual photons. It maps the strong interactions between ultracold Rydberg atoms onto light fields to create strongly interacting Rydberg polaritons. RQO enables single photon generation, exotic photon bound states, and effective interactions between spatially separated photons. Based on RQO, various quantum optical devices can be implemented, e.g. a deterministic gate for optical quantum information processing. Experiments to date have mostly used 1D interaction geometries and not yet investigated interactions between more than 2 or 3 polaritons or in a quantum network of interaction nodes. InterPol will implement controlled interactions between multiple Rydberg polaritons based on two complementary approaches. One will cascade multiple devices such as single-photon transistors and subtractors to implement multi-polariton logic circuits and demonstrate a network that coherently interfaces entangled Rydberg excitations with photons for quantum state transfer. The second will use adaptive optics to realize a novel, highly flexible platform to study simultaneous interactions between multiple polaritons in arbitrary spatial geometries to study the transition regime from few- to many-body interactions. This has fundamental impact beyond quantum optics as it will allow highly controlled experimental tests of many-body interactions and non-perturbative effects in quantum field theories with quasi-particles in a tabletop setting. Collaborating with leading theorists to experimentally benchmark field-theoretical descriptions, the applicant will further deepen his theoretical understanding of RQO to complement his excellent experimental skills. In charge of a comprehensive research action, he will enhance his independence and possess the skill set required to develop and conduct innovative quantum optics experiments as an independent researcher at its end.
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. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
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MSCA-IF-EF-ST - Standard EFCoordinateur
5230 Odense M
Danemark