Projektbeschreibung
Verbesserte Einzelphotonen-Evolutionen in hochmodernen Photonikanwendungen
Photonische Integrationstechnologie wird in der Forschung in Bereichen von der Quantenmechanik über die Quantensimulation bis hin zur Quantenkommunikation eingesetzt. Während mittelgroße Schaltkreise bereits bei verschiedenen Aufgaben angewandt werden, haben diese Technologien sogar das Potenzial, groß angelegte Implementierungen möglich zu machen. Wenn jedoch eine kompakte dichte Integration für hochpräzise Aufgaben erforderlich ist, bleibt die unvollkommene Steuerbarkeit der rekonfigurierbaren optischen Evolutionen der Quellen und Detektoren ein erheblicher Nachteil. Um diese Herausforderung anzugehen, hat das EU-finanzierte Projekt MAZINGER zum Ziel, die Einzelphotonen-Evolutionen in hochmodernen Photonikanwendungen zu verbessern. Es wird daher erprobte Instrumente für maschinelles Lernen verwenden, um mit sich wandelnden Umgebungen und nicht optimalen rekonfigurierbaren Komponenten umzugehen. Das Projekt wird die Grundlagen für selbstoptimierte Anwendungen der Einzel- und Multiphoton-Quanteninterferenz in integrierten Photonikschaltkreisen legen.
Ziel
Photonic integrated technologies provide an outstanding platform for several areas of research, from fundamental tests of quantum mechanics to quantum simulation and quantum communication. Recently, mid-scale circuits have already been applied to various tasks, most notably to realize quantum walks or Boson Sampling experiments. The potential of these technologies to reach large-scale implementations is rooted in the unique features of single photons, such as mobility, high bandwidth and ease of manipulation. In this direction, major obstacles are represented by the availability of sources and detectors with limited efficiency, as well as by an imperfect control over their reconfigurable optical evolutions. However, while practical solutions can be engineered for the two former stages, the latter opens up a challenge when compact and dense integration is desired for high-precision tasks. The research project MAZINGER will take up this challenge by bringing together analytical and numerical tools, in order to enhance single-photon evolutions in state-of-the-art photonic applications. To this end, MAZINGER will employ well-established tools from machine learning, such as reinforcement learning algorithms and saliency maps, to cope with changing environments and non-ideal reconfigurable components, respectively. To strengthen our research, the project involves a collaboration with a leading group in experimental photonics, with the goal of testing out and applying our findings on a high-precision test of quantum mechanics. In particular, the employed numerical techniques will be solidly based on the general framework of multi-photon interference, which has been investigated, both theoretically and experimentally, by the key players of this project. Eventually, MAZINGER will pave the way for self-optimized applications of single- and multi-photon quantum interference in integrated photonic circuits.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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