European Commission logo
polski polski
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Exponentially Improved Quantum memory

Opis projektu

Zwiększanie zakłóceń tłumi rozpraszanie światła w wydajnych urządzeniach pamięci kwantowej

Pamięć kwantowa stanowi interfejs pomiędzy światłem i materią (atomami), oparty na przechowywaniu i odzyskiwaniu kwantowych informacji fotonowych, czyli stanu kwantowego fotonu. Głównym celem optyki kwantowej jest zwiększanie sprawności oraz stopnia kontroli nad oddziaływaniami pomiędzy fotonami i nośnikami atomowymi. Jednym z najpoważniejszych wyzwań stojącymi przed naukowcami w tej dziedzinie jest zjawisko spontanicznej emisji, polegające na tym, że fotony są absorbowane przez atomy, a następnie rozpraszane w nieprzewidywalny sposób. Niedawno opisane zjawisko selektywnej radiancji umożliwia znaczące wytłumienie rozpraszania światła przy pomocy silnych zakłóceń emisji pomiędzy atomami. Naukowcy skupieni wokół finansowanego przez Unię Europejską projektu ExIQ badają to teoretyczne zjawisko przy pomocy doświadczeń, starając się wykazać wysokie osiągi pamięci kwantowej i bardzo niewielki margines błędu, co przyczyni się do rozwoju sieci kwantowych przyszłości.

Cel

We plan to demonstrate a new approach towards quantum memories based on a theoretical proposal which is centered around the phenomenon of selective radiance. Selective radiance occurs when the distance between emitters around a waveguide is smaller than the wavelength of the emitters. In this case destructive interference suppresses light scattering into all modes except the forward propagating target mode. This drastically reduces photon losses and increases the efficiency of the quantum memory operation. The error rate of such a new type of quantum memory scales with the optical depth (OD) as exp(-OD) in contrast to the previously established 1/OD. We plan to implement this new scheme with atomic emitters coupled to a nanofiber. Nanofiber based atom-light interfaces are versatile and scalable platforms which allow to precisely study these fundamental quantum effects and at the same time allow for easy integration into fiber based applications. The effect of selective radiance depends upon a lattice with a period smaller than the emitter wavelength. This will be achieved through an appropriate new choice of the laser wavelengths used in the optical trapping scheme. For best memory performance all lattice sites need to be filled. To realize this we use a collisional blockade effect in a Lambda-enhanced gray molasses cooling which ejects one atom every time two or more atoms are present at a lattice site. To optimize the quantum memory performance we will perform an in-depth study of the phenomenon of selective radiance by analyzing the transmission spectrum, the scattering into free space and by ring-down measurements. In the last step we will demonstrate the quantum memory performance and the exponential scaling with OD. The successful demonstration of this type of quantum memory is an important steps towards large distance distribution of quantum information and paves the way for future quantum networks.

Koordynator

HUMBOLDT-UNIVERSITAET ZU BERLIN
Wkład UE netto
€ 162 806,40
Adres
UNTER DEN LINDEN 6
10117 Berlin
Niemcy

Zobacz na mapie

Region
Berlin Berlin Berlin
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
€ 162 806,40