Macroscopic Quantum Superpositions

Informations projet

Q-Xtreme

N° de convention de subvention: 951234

DOI

10.3030/951234

Date de signature de la CE 14 Decembre 2020

Date de début 1 Mai 2021

Date de fin 30 Avril 2027

Financé au titre de

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Coût total

€ 13 121 676,86

Contribution de l’UE

€ 13 121 676,86

Coordonné par

FUNDACIO INSTITUT DE CIENCIES FOTONIQUES
Spain

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Publications

Non-peer reviewed articles (23)

High-purity quantum optomechanics at room temperature

Auteurs: Lorenzo Dania, Oscar Schmitt Kremer, Johannes Piotrowski, Davide Candoli, Jayadev Vijayan, Oriol Romero-Isart, Carlos Gonzalez-Ballestero, Lukas Novotny, Martin Frimmer
Publié dans: Nature Physics, 2025, ISSN 1745-2473
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41567-025-02976-9

Hot Schrödinger cat states

Auteurs: Ian Yang, Thomas Agrenius, Vasilisa Usova, Oriol Romero-Isart, Gerhard Kirchmair
Publié dans: Science Advances, Numéro 11, 2025, ISSN 2375-2548
Éditeur: American Association for the Advancement of Science (AAAS)
DOI: 10.1126/sciadv.adr4492

Fast quantum interference of a nanoparticle via optical potential control

Auteurs: Lukas Neumeier, Mario A. Ciampini, Oriol Romero-Isart, Markus Aspelmeyer, Nikolai Kiesel
Publié dans: Proceedings of the National Academy of Sciences, Numéro 121, 2024, ISSN 0027-8424
Éditeur: National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.2306953121

Feedback cooling a levitated nanoparticle's libration to below 100 phonons

Auteurs: Jialiang Gao, Fons van der Laan, Joanna A. Zielińska, Andrei Militaru, Lukas Novotny, Martin Frimmer
Publié dans: Physical Review Research, Numéro 6, 2024, ISSN 2643-1564
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevresearch.6.033009

Quantum Delocalization of a Levitated Nanoparticle

Auteurs: M. Rossi, A. Militaru, N. Carlon Zambon, A. Riera-Campeny, O. Romero-Isart, M. Frimmer, L. Novotny
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 135, 2025, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/2yzc-fsm3

Radiation damping of a Rayleigh scatterer illuminated by a linearly polarized plane wave

Auteurs: Mohammad Ali Abbassi, Lukas Novotny
Publié dans: Physical Review A, Numéro 109, 2024, ISSN 2469-9926
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physreva.109.043531

Macroscopic quantum entanglement between an optomechanical cavity and a continuous field in presence of non-Markovian noise

Auteurs: S. Direkci, K. Winkler, C. Gut, K. Hammerer, M. Aspelmeyer, and Y. Chen
Publié dans: PHYSICAL REVIEW RESEARCH, Numéro Phys. Rev. Research 6, 013175, 2024, ISSN 2643-1564
Éditeur: Purpose-led Publishing
DOI: 10.1103/physrevresearch.6.013175

Optimization of static potentials for large delocalization and non-Gaussian quantum dynamics of levitated nanoparticles under decoherence

Auteurs: Silvia Casulleras, Piotr T. Grochowski, Oriol Romero-Isart
Publié dans: Physical Review A, Numéro 110, 2024, ISSN 2469-9926
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physreva.110.033511

Ultrastrong linear optomechanical interaction

Auteurs: Kahan Dare, Jannek J. Hansen, Iurie Coroli, Aisling Johnson, Markus Aspelmeyer, Uroš Delić
Publié dans: Physical Review Research, Numéro 6, 2024, ISSN 2643-1564
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevresearch.6.l042025

Long-Axis Spinning of an Optically Levitated Particle: A Levitated Spinning Top

Auteurs: J. A. Zielińska, F. van der Laan, A. Norrman, R. Reimann, M. Frimmer, L. Novotny
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 132, 2025, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.132.253601

Quantum control of continuous systems via nonharmonic potential modulation

Auteurs: Piotr T. Grochowski, Hannes Pichler, Cindy A. Regal, Oriol Romero-Isart
Publié dans: Quantum, Numéro 9, 2025, Page(s) 1824, ISSN 2521-327X
Éditeur: Verein zur Forderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften
DOI: 10.22331/q-2025-08-08-1824

Optical absorption of subwavelength silicon nanoparticles at telecom wavelengths

Auteurs: Moritz Jünnemann, Nicola Carlon Zambon, Hiroshi Sugimoto, Minoru Fujii, Lukas Novotny, Martin Frimmer
Publié dans: Physical Review B, Numéro 111, 2025, ISSN 2469-9950
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevb.111.195304

Suppressing Recoil Heating in Levitated Optomechanics Using Squeezed Light

Auteurs: C. Gonzalez-Ballestero, J.A. Zielińska, M. Rossi, A. Militaru, M. Frimmer, L. Novotny, P. Maurer, O. Romero-Isart
Publié dans: PRX Quantum, Numéro 4, 2023, ISSN 2691-3399
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/prxquantum.4.030331

Remote sensing of a levitated superconductor with a flux-tunable microwave cavity

Auteurs: Philip Schmidt, Remi Claessen, Gerard Higgins, Joachim Hofer, Jannek J. Hansen, Peter Asenbaum, Martin Zemlicka, Kevin Uhl, Reinhold Kleiner, Rudolf Gross, Hans Huebl, Michael Trupke, Markus Aspelmeyer
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 22, 2024, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevapplied.22.014078

Quantum electrodynamics with a nonmoving dielectric sphere: quantizing Lorenz–Mie scattering

Auteurs: Patrick Maurer, Carlos Gonzalez-Ballestero, Oriol Romero-Isart
Publié dans: Journal of the Optical Society of America B, Numéro 40, 2024, Page(s) 3137, ISSN 0740-3224
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/josab.498540

Controlling Optomechanical Libration with the Degree of Polarization

Auteurs: J. A. Zielińska, F. van der Laan, A. Norrman, M. Rimlinger, R. Reimann, L. Novotny, M. Frimmer
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 130, 2025, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.130.203603

Numerical simulation of large-scale nonlinear open quantum mechanics

Auteurs: M. Roda-Llordes, D. Candoli, P. T. Grochowski, A. Riera-Campeny, T. Agrenius, J. J. García-Ripoll, C. Gonzalez-Ballestero, O. Romero-Isart
Publié dans: Physical Review Research, Numéro 6, 2024, ISSN 2643-1564
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevresearch.6.013262

Quantum theory of light interaction with a Lorenz-Mie particle: Optical detection and three-dimensional ground-state cooling

Auteurs: Patrick Maurer, Carlos Gonzalez-Ballestero, Oriol Romero-Isart
Publié dans: Physical Review A, Numéro 108, 2023, ISSN 2469-9926
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physreva.108.033714

Vacuum levitation and motion control on chip

Auteurs: Bruno Melo, Marc T. Cuairan, Grégoire F. M. Tomassi, Nadine Meyer, Romain Quidant
Publié dans: Nature Nanotechnology, Numéro 19, 2024, Page(s) 1270-1276, ISSN 1748-3387
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41565-024-01677-3

Stabilizing nanoparticles in the intensity minimum: feedback levitation on an inverted potential

Auteurs: Salambô Dago, J. Rieser, M. A. Ciampini, V. Mlynář, A. Kugi, M. Aspelmeyer, A. Deutschmann-Olek, N. Kiesel
Publié dans: Optics Express, Numéro 32, 2024, Page(s) 45133, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.541267

Macroscopic Quantum Superpositions via Dynamics in a Wide Double-Well Potential

Auteurs: M. Roda-Llordes, A. Riera-Campeny, D. Candoli, P. T. Grochowski, O. Romero-Isart
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 132, 2025, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.132.023601

Wigner Analysis of Particle Dynamics and Decoherence in Wide Nonharmonic Potentials

Auteurs: Andreu Riera-Campeny, Marc Roda-Llordes, Piotr T. Grochowski, Oriol Romero-Isart
Publié dans: Quantum, Numéro 8, 2024, Page(s) 1393, ISSN 2521-327X
Éditeur: Verein zur Forderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften
DOI: 10.22331/q-2024-07-02-1393

Hollow-core fiber loading of nanoparticles into ultra-highvacuum

Auteurs: S. Lindner, P. Juschitz, J. Rieser, Y. Y. Fein, M. Ciampini, M. Aspelmeyer, N. Kiesel Appl. Phys. Lett. 124, 143501 (2024)
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro Appl. Phys. Lett. 124, 143501 (2024), 2024, ISSN 0003-6951
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0190658

Peer reviewed articles (19)

Force-Gradient Sensing and Entanglement via FeedbackCooling of Interacting Nanoparticles

Auteurs: H. Rudolph, U. Delić, M. Aspelmeyer, K. Hornberger, B. A. Stickler
Publié dans: Phys. Rev. Lett. 129, 193602 – Published 2 November 2022, 2022, ISSN 1079-7114
Éditeur: APS - Physival Review Letters

Scalable all-optical cold damping of levitated nanoparticles

Auteurs: Vijayan, Jayadev Zhang, Zhao Piotrowski, Johannes Windey, Dominik van der Laan, Fons Frimmer, Martin Novotny, Lukas
Publié dans: Nature Nanotechnology, Numéro 2022, 2022, ISSN 1748-3387
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41565-022-01254-6

Cavity-mediated long-range interactions in levitated optomechanics

Auteurs: Jayadev Vijayan; Johannes Piotrowski; Carlos Gonzalez-Ballestero; Kevin Weber; Oriol Romero-Isart; Lukas Novotny
Publié dans: Vijayan , J , Piotrowski , J , Gonzalez-Ballestero , C , Weber , K , Romero-Isart , O & Novotny , L 2023 ' Cavity-mediated long-range interactions in levitated optomechanics ' ArXiv , Cornell University . https://doi.org/10.48550/ARXIV.2308.14721, Numéro 15, 2024, ISSN 1745-2473
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41567-024-02405-3

Large Quantum Delocalization of a Levitated Nanoparticle using Optimal Control: Applications for Force Sensing and Entangling via Weak ForcesT. Weiss, M. Roda-Llordes, E. Torrontegui, M. Aspelmeyer, O. Romero-Isart

Auteurs: T. Weiss, M. Roda-Llordes, E. Torrontegui, M. Aspelmeyer, O. Romero-Isart
Publié dans: Phys. Rev. Lett. 127, 023601 (2021), 2021, ISSN 1079-7114
Éditeur: APS Physical Review Letters
DOI: 10.1103/physrevlett.127.023601

Dry launching of silica nanoparticles in vacuum

Auteurs: A. Khodaee, K. Dare, A. Johnson, U. Delić, M.Aspelmeyer
Publié dans: AIP Advances 12, 125023 (2022), 2022, ISSN 2158-3226
Éditeur: American Institute of Physics Inc.

Motional entanglement of remote optically levitated nanoparticles

Auteurs: N. Carlon Zambon, M. Rossi, M. Frimmer, L. Novotny, C. Gonzalez-Ballestero, O. Romero-Isart, A. Militaru
Publié dans: Physical Review A, Numéro 111, 2025, Page(s) 013521, ISSN 2469-9926
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physreva.111.013521

Hybrid Paul-optical trap with large optical access for levitated optomechanics

Auteurs: Eric Bonvin, Louisiane Devaud, Massimiliano Rossi, Andrei Militaru, Lorenzo Dania, Dmitry S. Bykov, Markus Teller, Tracy E. Northup, Lukas Novotny, Martin Frimmer
Publié dans: Physical Review Research, Numéro 6, 2024, ISSN 2643-1564
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevresearch.6.043129

Simultaneous ground-state cooling of two mechanical modes of a levitated nanoparticle

Auteurs: Piotrowski, Johannes Windey, Dominik Vijayan, Jayadev Gonzalez-Ballestero, Carlos de los Rios Sommer, Andrés Meyer, Nadinecc Quidant, Romain Romero-Isart, Oriol Reimann, René Novotny, Lukas
Publié dans: Nature Physics, Numéro 2023, 2023, ISSN 1745-2473
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41567-023-01956-1

Scalable all-optical cold damping of levitated nanoparticles

Auteurs: Jayadev Vijayan, Zhao Zhang, Johannes Piotrowski, Dominik Windey, Fons van der Laan, Martin Frimmer, Lukas Novotny
Publié dans: Nature Nanotechnology 18, 49 (2023), 2023, ISSN 1748-3387
Éditeur: Nature Publishing Group

Levitated Optomechanics with Meta-Atoms

Auteurs: S. Lepeshov, N. Meyer, P. Maurer, O. Romero-Isart, and R. Quidant
Publié dans: Phys. Rev. Lett. 130, 233601 (2023), 2023, ISSN 1079-7114
Éditeur: APS Physical Review Letters
DOI: 10.1103/physrevlett.130.233601

Levitodynamics: Levitation and control of microscopic objects in vacuum

Auteurs: Carlos Gonzalez-Ballestero, Markus Aspelmeyer, Lukas Novotny, Romain Quidant and Oriol Romero-Isart
Publié dans: Science, Numéro Volume 374, no. 6564, 2022, Page(s) eabg3027, ISSN 0036-8075
Éditeur: American Association for the Advancement of Science
DOI: 10.1126/science.abg3027

Simultaneous Ground-State Cooling of Two Mechanical Modes of a Levitated Nanoparticle

Auteurs: J. Piotrowski, D. Windey, J. Vijayan, C. Gonzalez-Ballestero, A. de los Ríos Sommer, N. Meyer, R. Quidant, O. Romero-Isart, R. Reimann, and L. Novotny Nat. Phys. 19, 1009 (2023).
Publié dans: Nat. Phys. 19, 1009 (2023), 2023, ISSN 1745-2473
Éditeur: Nature Publishing Group

Force-Gradient Sensing and Entanglement via FeedbackCooling of Interacting Nanoparticles

Auteurs: H. Rudolph, U. Delić, M. Aspelmeyer, K. Hornberger, B. A. Stickler
Publié dans: Phys. Rev. Lett. 129, 193602, 2022, ISSN 1092-0145
Éditeur: APS Physical Review Letter

High-Q magnetic levitation and control of superconducting microspheres at millikelvin temperatures

Auteurs: Joachim Hofer, Gerard Higgins, Hans Huebl, Oliver F. Kieler, Reinhold Kleiner, Dieter Koelle, Philip Schmidt, Joshua A. Slater, Michael Trupke, Kevin Uhl, Thomas Weimann, Witlef Wieczorek, Friedrich Wulschner, Markus Aspelmeyer
Publié dans: Volume 131, Numéro 4, 2023, ISSN 1079-7114
Éditeur: APS - Physical Review Letters
DOI: 10.1103/physrevlett.131.043603

Ponderomotive Squeezing of Light by a Levitated Nanoparticle in Free Space

Auteurs: A. Militaru, M. Rossi, F. Tebbenjohanns, O. Romero-Isart, M. Frimmer, and L. Novotny.
Publié dans: Phys. Rev. Lett. 129, 053602 (2022), 2022, ISSN 1092-0145
Éditeur: APS - Physical Review Letters

State Expansion of a Levitated Nanoparticle in a Dark Harmonic Potential

Auteurs: Bonvin, Eric ; Devaud, Louisiane; Rossi, Massimiliano; Militaru, Andrei Northup, Tracy E.; Novotny, Lukas ; Dania, Lorenzo; Bykov, Dmitry S.; Romero-Isart, Oriol; ; Frimmer, Martin
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 123(25), 2024, Page(s) 253602, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.132.253602

Mechanical Squeezing via Unstable Dynamics in a Microcavity

Auteurs: K. Kustura, C. Gonzalez-Ballestero, A. de los Ríos Sommer, N. Meyer, R. Quidant, and O. Romero-Isart.
Publié dans: Phys. Rev. Lett. 128, 143601 (2022), 2022, ISSN 1079-7114
Éditeur: APS Review Physical Letters
DOI: 10.1103/physrevlett.128.143601

Ponderomotive Squeezing of Light by a Levitated Nanoparticle in Free Space

Auteurs: Andrei Militaru, Massimiliano Rossi, Felix Tebbenjohanns, Oriol Romero-Isart, Martin Frimmer and Lukas Novotny
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 00319007, 2022, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.129.053602

Interaction Between an Optically Levitated Nanoparticle and Its Thermal Image: Internal Thermometry via Displacement SensingT. Agrenius, C. Gonzalez-Ballestero, P. Maurer, and O. Romero-Isart

Auteurs: T. Agrenius, C. Gonzalez-Ballestero, P. Maurer, and O. Romero-Isart
Publié dans: Phys. Rev. Lett. 130, 093601 (2023), 2023, ISSN 1079-7114
Éditeur: APS Physical Review Letters
DOI: 10.1103/physrevlett.130.093601

Other (7)

Numerical Simulation of Large-Scale Nonlinear Open Quantum Mechanics

Auteurs: M. Roda-Llordes, D. Candoli, P. T. Grochowski, A. Riera-Campeny, T. Agrenius, J. J. Garca-Ripoll, C. Gonzalez-Ballestero, and O. Romero-Isart
Publié dans: arXiv:2306.09083, 2023
Éditeur: arXiv

Fast Quantum Interference of a Nanoparticle via Optical Potential Control

Auteurs: L. Neumeier, M. Ciampini, O. Romero-Isart, M. Aspelmeyer, and N. Kiesel
Publié dans: arXiv:2207.12539, 2022
Éditeur: arXiv

Quantum Theory of Light Interaction with a Dielectric Sphere: Towards 3D Ground-State Cooling

Auteurs: P. Maurer, C. Gonzalez-Ballestero, and O. Romero-Isart
Publié dans: arXiv:2212.04838, 2022
Éditeur: ArXiv

Macroscopic Quantum Superpositions in a Wide Double-Well Potential

Auteurs: M. Roda-Llordes, A. Riera-Campeny, D. Candoli, P. T. Grochowski, and O. Romero-Isart
Publié dans: arXiv:2303.07959, 2023
Éditeur: ArXiv

Quantum Electrodynamics with a Nonmoving Dielectric Sphere: Quantizing Lorenz-Mie Scattering

Auteurs: P. Maurer, C. Gonzalez-Ballestero, O. Romero-Isart
Publié dans: arXiv:2106.07975, 2021
Éditeur: arXiv

Linear Ultrastrong Optomechanical Interaction

Auteurs: Kahan Dare, Jannek J. Hansen, Iurie Coroli, Aisling Johnson, Markus Aspelmeyer, Uroš Delić
Publié dans: 2023
Éditeur: arXiv

Suppressing Recoil Heating in Levitated Optomechanics using Squeezed Light

Auteurs: C. Gonzalez-Ballestero, J. A. Zielińska, M. Rossi, A. Militaru, M. Frimmer, L. Novotny, P. Maurer, and O. Romero-Isart
Publié dans: arXiv:2209.05858, 2022
Éditeur: arXiv