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Quantum Information in Quantum Imaging

Descrizione del progetto

Nuovi approcci puntano a misurazioni quantistiche di maggiore precisione

La metrologia quantistica è lo studio per effettuare misurazioni ad alta risoluzione e altamente sensibili di parametri fisici. Il campo promette di sviluppare tecniche di misurazione in grado di fornire una precisione migliore rispetto alla stessa misurazione eseguita in una struttura classica. L’uso della stima a parametro singolo estende la portata delle applicazioni della metrologia quantistica dal rilevamento quantistico all’imaging quantistico e alla tomografia dei processi quantistici. Il progetto QIIQI, finanziato dall’UE, proporrà un nuovo sistema per la tomografia completa dei processi quantistici, utilizzando la metrologia quantistica multiparametrica. I ricercatori adatteranno schemi di imaging fantasma per la stima simultanea di oggetti e studieranno in che modo le correlazioni non classiche possono aumentare la comprensione delle misurazioni quantistiche. Il lavoro del progetto unirà campi precedentemente disparati per ottenere un nuovo paradigma di misurazione quantistica.

Obiettivo

The principles of quantum mechanics are being used to achieve a new paradigm in metrology, the science of measurement.
This *quantum metrology* increases precision which in turn (i) reveals foundational insight in quantum information theory
and (ii) promises the next evolution in sensors. Single parameter estimation (e.g. interferometry) is widely investigated and
the optimal resources and classes of measurements are identified. This maturity now allows application of the rigour of
quantum metrology to other fields, such as quantum imaging — including imaging without detection techniques — and
quantum process tomography. The challenge is to extend the quantum metrology framework to multiple parameter
estimation, requiring theoretical and experimental effort to explore and identify the optimal resources and classes of
measurements.
I propose a novel scheme for full quantum process tomography, using multi-parameter quantum metrology combined with
the imaging without detection technique. This unites previously disparate fields to achieve a new paradigm of quantum
measurement physics and precision sensing technology. I will adapt and modify ghost-imaging schemes for simultaneous
object estimation, investigate the role of nonclassical correlations to deepen understanding of quantum measurements and
its information extracting capabilities. This project accelerates standard quantum metrology that until now has focused on
single parameters and single objects. I will use free-space quantum optics for proof-of principle experiments and integrated
silicon quantum photonics to reach higher levels of complexity and capability.
The project unites my expertise in quantum foundations, quantum resources and ultra-high efficiency photon sources, with
the experimental expertise of Dr Jonathan Matthews and colleagues of the Centre for Quantum Photonics, Bristol University
— world leaders in integrated quantum photonics and photonic quantum technology.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2019

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

HERIOT-WATT UNIVERSITY
Contributo netto dell'UE
€ 212 933,76
Indirizzo
RICCARTON
EH14 4AS Edinburgh
Regno Unito
Regione
Scotland Eastern Scotland Edinburgh
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 212 933,76

Partecipanti (1)