Many-photon quantum entanglement

Informations projet

QLUSTER

N° de convention de subvention: 862035

DOI

10.3030/862035

Projet clôturé

Date de signature de la CE 30 Août 2019

Date de début 1 Decembre 2019

Date de fin 30 Novembre 2023

Financé au titre de

• EXCELLENT SCIENCE - Future and Emerging Technologies (FET)

Coût total

€ 2 827 521,25

Contribution de l’UE

€ 2 827 521,25

Coordonné par

UNIVERSITEIT LEIDEN
Netherlands

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Les liens vers les livrables et les publications des projets du 7e PC, ainsi que les liens vers certains types de résultats spécifiques tels que les jeux de données et les logiciels, sont récupérés dynamiquement sur OpenAIRE .

Livrables

Other (4)

QLUSTER website

QLUSTER website, logo, fact-sheets, and virtual research environment

3nd QLUSTER workshop

Organization of and report on the QLUSTER workshops

1st QLUSTER workshop

Organization of and report on the QLUSTER workshops

2nd QLUSTER workshop

Organization of and report on the QLUSTER workshops

Documents, reports (9)

Spin mediated linear cluster states

Demonstration of high rate linear cluster state generation using a spin as an intermediate (goal: 20 photons). Report on scalability and possible improvements

Delay-loop based linear cluster states

Demonstration of high rate linear cluster state generation 515 photons report on scalability and possible improvements

Optimal spin coherence times

Report on the spin coherence time under optimal pulse sequences and nuclear spin bath preparation

Protocols for generation of complex graph states

Report on the ideal protocol for generation of connected graph states based on linear cluster state quantum-dot based emitters.

Cluster state verification

Report on optimal strategies to quickly and efficiently characterize complex entangled photonic states with minimum measurements

Coupled spin systems

Report on the performance (coherence times etc.) of coupled spin systems

Cluster state fusion

Verification by quantum state tomography

Delay loop 2D cluster states

Report on 2D cluster states produced using a delay loop.

Optimal spin-cavity systems and spin manipulation

Report on the performance regarding cooperativity (goal: C>3), photon indistinguishability (goal: mean wave packet overlap M>0.9 for N=10...20 photons), as well as optimal spin manipulation schemes

Demonstrators, pilots, prototypes (2)

Development of an optimal single photon source

The benchmark must include the brightness (goal: >65%), purity (goal: g2(0) < 10-3), repetition rate (goal: 500 MHz)

Demonstration core graph state

Report on the experimental production of a core graph state

Publications

Peer reviewed articles (40)

Two-Photon Interference of Single Photons from Dissimilar Sources

Auteurs: Christian Dangel; Jonas Schmitt; Anthony J. Bennett; Kai Müller; Jonathan J. Finley
Publié dans: Phys. Rev. Applied, Numéro 18, 2022, Page(s) 054005, ISSN 2331-7019
Éditeur: APS
DOI: 10.1103/physrevapplied.18.054005

Giant optical polarisation rotations induced by a single quantum dot spin

Auteurs: E. Mehdi, M. Gundín, C. Millet, N. Somaschi, A. Lemaître, I. Sagnes, L. Le Gratiet, D. A. Fioretto, N. Belabas, O. Krebs, P. Senellart & L. Lanco
Publié dans: Nature Communications, Numéro 15, 2024, Page(s) 598, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-023-44651-8

Wafer-scale epitaxial modulation of quantum dot density

Auteurs: N. Bart, C. Dangel, P. Zajac, N. Spitzer, J. Ritzmann, M. Schmidt, H. G. Babin, R. Schott, S. R. Valentin, S. Scholz, Y. Wang, R. Uppu, D. Najer, M. C. Löbl, N. Tomm, A. Javadi, N. O. Antoniadis, L. Midolo, K. Müller, R. J. Warburton, P. Lodahl, A. D. Wieck, J. J. Finley & A. Ludwig
Publié dans: Nature Communications, Numéro 13, 2022, Page(s) 1633, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-022-29116-8

Cavity-enhanced excitation of a quantum dot in the picosecond regime

Auteurs: Alisa Javadi, Natasha Tomm, Nadia O Antoniadis, Alistair J Brash, Rüdiger Schott, Sascha R Valentin, Andreas D Wieck, Arne Ludwig and Richard J Warburton
Publié dans: New J. Phys., Numéro 25, 2023, Page(s) 093027, ISSN 1367-2630
Éditeur: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1367-2630/acf33b

Enhanced Electron-Spin Coherence in a GaAs Quantum Emitter

Auteurs: Giang N. Nguyen, Clemens Spinnler, Mark R. Hogg, Liang Zhai, Alisa Javadi, Carolin A. Schrader, Marcel Erbe, Marcus Wyss, Julian Ritzmann, Hans-Georg Babin, Andreas D. Wieck, Arne Ludwig, and Richard J. Warburton
Publié dans: Phys. Rev. Lett., Numéro 131, 2023, Page(s) 210805, ISSN 1079-7114
Éditeur: APS
DOI: 10.1103/physrevlett.131.210805

Artificial Coherent States of Light by Multiphoton Interference in a Single-Photon Stream

Auteurs: P. Steindl, H. Snijders, G. Westra, E. Hissink, K. Iakovlev, S. Polla, J. A. Frey, J. Norman, A. C. Gossard, J. E. Bowers, D. Bouwmeester, W. Löffler
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 126/14, 2021, Page(s) 143601, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.126.143601

Tuning the Mode Splitting of a Semiconductor Microcavity with Uniaxial Stress

Auteurs: Natasha Tomm, Alexander R. Korsch, Alisa Javadi, Daniel Najer, Rüdiger Schott, Sascha R. Valentin, Andreas D. Wieck, Arne Ludwig, and Richard J. Warburton
Publié dans: Phys. Rev. Applied, 2021, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevapplied.15.054061

Error-correcting entanglement swapping using a practical logical photon encoding

Auteurs: P. Hilaire; Edwin Barnes; Sophia E. Economou; Frédéric Grosshans
Publié dans: Physical Review A, Numéro 104, 2021, Page(s) 052623, ISSN 2469-9926
Éditeur: APS
DOI: 10.1103/physreva.104.052623

Sequential generation of linear cluster states from a single photon emitter

Auteurs: D. Istrati, Y. Pilnyak, J. C. Loredo, C. Antón, N. Somaschi, P. Hilaire, H. Ollivier, M. Esmann, L. Cohen, L. Vidro, C. Millet, A. Lemaître, I. Sagnes, A. Harouri, L. Lanco, P. Senellart, H. S. Eisenberg
Publié dans: Nature Communications, Numéro 11/1, 2020, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-020-19341-4

Resource requirements for efficient quantum communication using all-photonic graph states generated from a few matter qubits

Auteurs: Paul Hilaire, Edwin Barnes, Sophia E. Economou
Publié dans: Quantum, Numéro 5, 2021, Page(s) 397, ISSN 2521-327X
Éditeur: Verein zur Förderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften
DOI: 10.22331/q-2021-02-15-397

Photon-number entanglement generated by sequential excitation of a two-level atom

Auteurs: Stephen C. Wein, Juan C. Loredo, Maria Maffei, Paul Hilaire, Abdelmounaim Harouri, Niccolo Somaschi, Aristide Lemaître, Isabelle Sagnes, Loïc Lanco, Olivier Krebs, Alexia Auffèves, Christoph Simon, Pascale Senellart & Carlos Antón-Solanas
Publié dans: Nature Photonics, 2022, ISSN 1749-4885
Éditeur: Nature Pub. Group
DOI: 10.1038/s41566-022-00979-z

Optically driving the radiative Auger transition

Auteurs: Clemens Spinnler, Liang Zhai, Giang N. Nguyen, Julian Ritzmann, Andreas D. Wieck, Arne Ludwig, Alisa Javadi, Doris E. Reiter, Paweł Machnikowski, Richard J. Warburton, and Matthias C. Löbl
Publié dans: Nat Commun, 2021, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-021-26875-8

Quantum repeaters: From quantum networks to the quantum internet

Auteurs: Koji Azuma, Sophia E. Economou, David Elkouss, Paul Hilaire, Liang Jiang, Hoi-Kwong Lo, and Ilan Tzitrin
Publié dans: Rev. Mod. Phys., Numéro 95, 2023, Page(s) 045006, ISSN 1539-0756
Éditeur: APS
DOI: 10.1103/revmodphys.95.045006

Resonant Two-Laser Spin-State Spectroscopy of a Negatively Charged Quantum-Dot–Microcavity System with a Cold Permanent Magnet

Auteurs: P. Steindl; T. van der Ent; H. van der Meer; J.A. Frey; J. Norman; J.E. Bowers; D. Bouwmeester; W. Löffler
Publié dans: Phys. Rev. Applied, Numéro 20, 2023, Page(s) 014026, ISSN 2331-7019
Éditeur: APS
DOI: 10.1103/physrevapplied.20.014026

Deterministic Generation of Entangled Photonic Cluster States from Quantum Dot Molecules

Auteurs: Arian Vezvaee; Paul Hilaire; Matthew F. Doty; Sophia E. Economou
Publié dans: Phys. Rev. Applied, Numéro 18, 2022, Page(s) L061003, ISSN 2331-7019
Éditeur: APS
DOI: 10.1103/physrevapplied.18.l061003

Extracting perfect GHZ states from imperfect weighted graph states via entanglement concentration

Auteurs: Rafail Frantzeskakis; Chenxu Liu; Zahra Raissi; Edwin Barnes; Sophia E. Economou
Publié dans: Phys. Rev. Research, Numéro 5, 2023, Page(s) 023124, ISSN 2643-1564
Éditeur: APS
DOI: 10.1103/physrevresearch.5.023124

Linear Optical Logical Bell State Measurements with Optimal Loss-Tolerance Threshold

Auteurs: Paul Hilaire; Yaron Castor; Edwin Barnes; Sophia E. Economou; Frédéric Grosshans
Publié dans: PRX Quantum, Numéro 4, 2023, Page(s) 040322, ISSN 2691-3399
Éditeur: APS
DOI: 10.1103/prxquantum.4.040322

Witnessing quantum correlations in a nuclear ensemble via an electron spin qubit

Auteurs: Dorian Gangloff; Leon Zaporski; J. H. Bodey; Clara Bachorz; Daniel M. Jackson; Gabriel Ethier-Majcher; Constantin Lang; Edmund Clarke; Maxime Hugues; Claire Le Gall; Mete Atatüre
Publié dans: Nature Physics, Numéro 17, 2021, Page(s) 1247, ISSN 1745-2473
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.17863/cam.78403

Cavity-enhanced single-shot readout of a quantum dot spin within 3 nanoseconds

Auteurs: Nadia O. Antoniadis, Mark R. Hogg, Willy F. Stehl, Alisa Javadi, Natasha Tomm, Rüdiger Schott, Sascha R. Valentin, Andreas D. Wieck, Arne Ludwig & Richard J. Warburton
Publié dans: Nature Communications, Numéro 14, 2023, Page(s) 3977, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-023-39568-1

Stimulated Generation of Indistinguishable Single Photons from a Quantum Ladder System

Auteurs: Friedrich Sbresny; Lukas Hanschke; Eva Schöll; William Rauhaus; Bianca Scaparra; Katarina Boos; Eduardo Zubizarreta Casalengua; Hubert Riedl; Elena del Valle; Jonathan J. Finley; Klaus D. Jöns; Kai Müller
Publié dans: issn: 0008-1981, Numéro 128, 2022, Page(s) 093603, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.128.093603

A bright and fast source of coherent single photons

Auteurs: Natasha Tomm, Alisa Javadi, Nadia Olympia Antoniadis, Daniel Najer, Matthias Christian Löbl, Alexander Rolf Korsch, Rüdiger Schott, Sascha René Valentin, Andreas Dirk Wieck, Arne Ludwig, Richard John Warburton
Publié dans: Nature Nanotechnology, 2021, ISSN 1748-3387
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41565-020-00831-x

On the importance of antimony for temporal evolution of emission from self-assembled (InGa)(AsSb)/GaAs quantum dots on GaP(001)

Auteurs: Petr Steindl; Petr Steindl; Elisa M. Sala; Elisa M. Sala; Benito Alén; Dieter Bimberg; Dieter Bimberg; Petr Klenovský
Publié dans: New Journal of Physics, Numéro 23, 2021, Page(s) 103029, ISSN 1367-2630
Éditeur: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.48550/arxiv.2101.06299

Realization of a Coherent and Efficient One-Dimensional Atom

Auteurs: Natasha Tomm, Nadia O. Antoniadis, Marcelo Janovitch, Matteo Brunelli, Rüdiger Schott, Sascha R. Valentin, Andreas D. Wieck, Arne Ludwig, Patrick P. Potts, Alisa Javadi, Richard J. Warburton
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 133, 2024, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.133.083602

Time-crystalline behavior in central-spin models with Heisenberg interactions

Auteurs: Rafail Frantzeskakis; John Van Dyke; Leon Zaporski; Dorian A. Gangloff; Claire Le Gall; Mete Atatüre; Sophia E. Economou; Edwin Barnes
Publié dans: Phys. Rev. B, Numéro 108, 2023, Page(s) 075302, ISSN 2469-9969
Éditeur: APS
DOI: 10.1103/physrevb.108.075302

Quantum Dot Molecule Devices with Optical Control of Charge Status and Electronic Control of Coupling

Auteurs: Frederik Bopp; Jonathan Rojas; Natalia Revenga; Hubert Riedl; Friedrich Sbresny; Katarina Boos; Tobias Simmet; Arash Ahmadi; David Gershoni; Jacek Kasprzak; Arne Ludwig; Stephan Reitzenstein; Andreas Wieck; Dirk Reuter; Kai Müller; Jonathan J. Finley
Publié dans: Advanced Quantum Technologies, Numéro 5, 2022, Page(s) 202200049, ISSN 2511-9044
Éditeur: Wiley
DOI: 10.1002/qute.202200049

Structural properties of graded In_xGa 1−x As metamorphic buffer layers for quantum dots emitting in the telecom bands

Auteurs: Bianca Scaparra; Akhil Ajay; Pavel S Avdienko; Yuyang Xue; Hubert Riedl; Paul Kohl; Björn Jonas; Beatrice Costa; Elise Sirotti; Paul Schmiedeke; Viviana Villafañe; Ian D Sharp; Eugenio Zallo; Gregor Koblmüller; Jonathan J Finley; Kai Müller
Publié dans: Mater. Quantum. Technol., Numéro 3, 2023, Page(s) 035004, ISSN 2633-4356
Éditeur: IOP
DOI: 10.1088/2633-4356/aced32

High-rate entanglement between a semiconductor spin and indistinguishable photons

Auteurs: N. Coste; D. A. Fioretto; N. Belabas; S. C. Wein; P. Hilaire; R. Frantzeskakis; M. Gundin; B. Goes; N. Somaschi; M. Morassi; A. Lemaître; I. Sagnes; A. Harouri; S. E. Economou; A. Auffeves; O. Krebs; L. Lanco; P. Senellart
Publié dans: Nature Photonics, Numéro 17, 2023, Page(s) 582, ISSN 1749-4893
Éditeur: Nature
DOI: 10.1038/s41566-023-01186-0

Coherent driving of direct and indirect excitons in a quantum dot molecule

Auteurs: Frederik Bopp; Johannes Schall; Nikolai Bart; Florian Vögl; Charlotte Cullip; Friedrich Sbresny; Katarina Boos; Christopher Thalacker; Michelle Lienhart; Sven Rodt; Dirk Reuter; Arne Ludwig; Andreas D. Wieck; Stephan Reitzenstein; Kai Müller; Jonathan J. Finley
Publié dans: Phys. Rev. B, Numéro 107, 2023, Page(s) 165426, ISSN 2469-9950
Éditeur: APS
DOI: 10.1103/physrevb.107.165426

Pixel Super‐Resolution Interference Pattern Sensing Via the Aliasing Effect for Laser Frequency Metrology

Auteurs: Lipeng Wan; Tianbao Yu; Daomu Zhao; Wolfgang Löffler
Publié dans: Laser & Photonics Reviews, Numéro 17, 2023, Page(s) 2200994, ISSN 1863-8899
Éditeur: Wiley
DOI: 10.1002/lpor.202200994

Extended polarized semiclassical model for quantum-dot cavity QED and its application to single-photon sources

Auteurs: H. J. Snijders, D. N. L. Kok, M. F. van de Stolpe, J. A. Frey, J. Norman, A. C. Gossard, J. E. Bowers, M. P. van Exter, D. Bouwmeester, W. Löffler
Publié dans: Physical Review A, Numéro 101/5, 2020, Page(s) 053811-1, ISSN 2469-9934
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physreva.101.053811

Avoiding Leakage and Errors Caused by Unwanted Transitions in Lambda Systems

Auteurs: Arian Vezvaee; Evangelia Takou; Paul Hilaire; Matthew F. Doty; Sophia E. Economou
Publié dans: PRX Quantum, Numéro 4, 2023, Page(s) 030312, ISSN 2691-3399
Éditeur: APS
DOI: 10.1103/prxquantum.4.030312

Bright Polarized Single-Photon Source Based on a Linear Dipole.

Auteurs: S. E. Thomas; M. Billard; N. Coste; S. C. Wein; Priya; H. Ollivier; Olivier Krebs; L. Tazaïrt; A. Harouri; Aristide Lemaître; Isabelle Sagnes; Carlos Antón; Loïc Lanco; Loïc Lanco; N. Somaschi; J. C. Loredo; Pascale Senellart
Publié dans: Phys. Rev. Lett., Numéro 126, 2021, Page(s) 233601, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.48550/arxiv.2007.04330

Many-Body Singlet Prepared by a Central-Spin Qubit

Auteurs: Leon Zaporski, Stijn R. de Wit, Takuya Isogawa, Martin Hayhurst Appel, Claire Le Gall, Mete Atatüre, and Dorian A. Gangloff
Publié dans: PRX Quantum, Numéro 4, 2023, Page(s) 040343, ISSN 2691-3399
Éditeur: APS
DOI: 10.1103/prxquantum.4.040343

Optimal purification of a spin ensemble by quantum-algorithmic feedback

Auteurs: Jackson, Daniel M.; Haeusler, Urs; Zaporski, Leon; Bodey, Jonathan H.; Shofer, Noah; Clarke, Edmund; Hugues, Maxime; Atatüre, Mete; Le Gall, Claire; Gangloff, Dorian A.
Publié dans: Physical Review X, Numéro 12, 2023, Page(s) 031014, ISSN 2160-3308
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevx.12.031014

Probing the dynamics and coherence of a semiconductor hole spin via acoustic phonon-assisted excitation

Auteurs: Coste, N.; Gundin, M.; Fioretto, D.; Thomas, S. E.; Millet, C.; Medhi, E.; Gundin, M.; Somaschi, N.; Morassi, M.; Pont, M.; Lemaitre, A.; Belabas, N.; Krebs, O.; Lanco, L.; Senellart, P.
Publié dans: Quantum Sci. Technol., Numéro 8, 2023, Page(s) 025021, ISSN 2058-9565
Éditeur: IOP
DOI: 10.1088/2058-9565/acbd6a

Quantum sensing of a coherent single spin excitation in a nuclear ensemble

Auteurs: D. M. Jackson, D. A. Gangloff, J. H. Bodey, L. Zaporski, C. Bachorz, E. Clarke, M. Hugues, C. Le Gall, M. Atatüre
Publié dans: Nature Physics, 2021, ISSN 1745-2473
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41567-020-01161-4

Cross-Polarization-Extinction Enhancement and Spin-Orbit Coupling of Light for Quantum-Dot Cavity Quantum Electrodynamics Spectroscopy

Auteurs: P. Steindl; J.A. Frey; J. Norman; J.E. Bowers; D. Bouwmeester; W. Löffler
Publié dans: Phys. Rev. Applied, Numéro 19, 2023, Page(s) 064082, ISSN 2331-7019
Éditeur: APS
DOI: 10.1103/physrevapplied.19.064082

Dimension-Dependent Phenomenological Model of Excitonic Electric Dipole in InGaAs Quantum Dots

Auteurs: Steindl, P.; Klenovsky, P.; Fedosyuk, V.M.; Saiko, A.P.; Gremenok, V.F.; Demyanov, S.E.; Mudryi, A.V.; Karpinsky, D.V.; Bushinsky, M.V.
Publié dans: Nanomaterials, Numéro 12, 2022, Page(s) 719, ISSN 2079-4991
Éditeur: MDPI
DOI: 10.3390/nano12040719

Near-deterministic hybrid generation of arbitrary photonic graph states using a single quantum emitter and linear optics

Auteurs: Paul Hilaire; Leonid Vidro; Hagai S. Eisenberg; Sophia E. Economou
Publié dans: Crossref, Numéro 7, 2023, Page(s) 992, ISSN 2521-327X
Éditeur: Verein zur Förderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften
DOI: 10.22331/q-2023-04-27-992

Ideal refocusing of an optically active spin qubit under strong hyperfine interactions

Auteurs: Zaporski, Leon; Shofer, Noah; Bodey, Jonathan H.; Manna, Santanu; Gillard, George; Jackson, Daniel M.; Appel, Martin Hayhurst; Schimpf, Christian; da Silva, Saimon Covre; Jarman, John; Delamare, Geoffroy; Park, Gunhee; Haeusler, Urs; Chekhovich, Evgeny A.; Rastelli, Armando; Gangloff, Dorian A.; Atatüre, Mete; Gall, Claire Le
Publié dans: Nature Nanotechnology, Numéro 18, 2023, Page(s) 257, ISSN 1748-3395
Éditeur: Nature
DOI: 10.1038/s41565-022-01282-2