Robust Matter-Light Entanglement Generation and Distribution

鲁棒的物质-光纠缠的产生和分布

基本信息

项目摘要

A program of investigations of generation, storage, and distribution of quantum information, using individual photons and trapped ultra-cold atoms will be continued. Work in our group has previously demonstrated entanglement of spin-wave hyperfine qubits to optical qubits encoded in the polarization, spatial or frequency degrees of freedom of single photons, as well as entanglement of two remote spin-wave qubits. Most recently, quantum memory times have been extended beyond 0.1 seconds and low-noise, high-efficiency wavelength conversion between telecom and storable fields achieved. This opens a path toward long-distance atomic entanglement using light propagation in optical fibers. However to date, the success probability of the entanglement generation protocols in a given trial is always very small, as the light fields contain a large vacuum component. By exploiting the physics of Rydberg atom interactions the success probability will be increased by a factor of up to one thousand, fast, efficient deterministic single photon sources will be created, quantum gates between qubits encoded in trapped ultra-cold atoms implemented, and storage of entangled quantum states with lifetimes in excess of 1 second achieved. This activity will expedite the development of a new generation of capabilities for creation, distribution and storage of multi-qubit entangled states and contribute to future implementations of long-distance quantum repeaters and distributed quantum computing. Moreover efficient production of multi-qubit entangled states will impact fundamental physics investigations and advance quantum-enhanced technologies. The research will have a significant influence on the future development of quantum information processing, resulting in the development of new tools for light-matter entanglement generation and distribution. The project will involve extensive graduate and undergraduate student training and participation.
使用单个光子和捕获的超冷原子来研究量子信息的生成、存储和分布的计划将继续进行。我们小组之前的工作已经证明了自旋波超精细量子位与以单光子的偏振、空间或频率自由度编码的光学量子位的纠缠,以及两个远程自旋波量子位的纠缠。最近,量子存储时间已延长至 0.1 秒以上,并实现了电信领域和可存储领域之间的低噪声、高效率波长转换。这为利用光纤中的光传播实现长距离原子纠缠开辟了道路。然而迄今为止,在给定的试验中纠缠生成协议的成功概率总是很小,因为光场包含很大的真空成分。通过利用里德伯原子相互作用的物理原理,成功概率将增加多达一千倍,将创建快速、高效的确定性单光子源,实现在捕获的超冷原子中编码的量子位之间的量子门,并实现寿命超过 1 秒的纠缠量子态的存储。 这项活动将加快新一代多量子位纠缠态创建、分配和存储能力的开发,并为未来长距离量子中继器和分布式量子计算的实现做出贡献。此外,多量子位纠缠态的高效产生将影响基础物理研究并推进量子增强技术。该研究将对量子信息处理的未来发展产生重大影响,从而开发光物质纠缠生成和分布的新工具。该项目将涉及广泛的研究生和本科生培训和参与。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Alexander Kuzmich其他文献

Alexander Kuzmich的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Alexander Kuzmich', 18)}}的其他基金

Quantum Optics with Atomic Ensembles and Arrays
具有原子系综和阵列的量子光学
  • 批准号:
    2207423
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Photonic Connections for Neutral-Atoms Quantum Processors
中性原子量子处理器的光子连接
  • 批准号:
    2014012
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Quantum Optics with Atomic Ensembles and Arrays
具有原子系综和阵列的量子光学
  • 批准号:
    1912494
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Robust Matter-Light Entanglement Generation and Distribution
鲁棒的物质-光纠缠的产生和分布
  • 批准号:
    1417059
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Laser Excitation of the 229-Th Nuclear Isomer
第 229 个核异构体的激光激发
  • 批准号:
    1360546
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Laser Excitation of the 229-Th Nuclear Isomer
第 229 个核异构体的激光激发
  • 批准号:
    1309481
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Support for Participation in the 43rd Annual Meeting of the APS Division of Atomic, Molecular, and Optical Physics to be held June 4-8, 2012 in Orange County, CA
支持参加将于 2012 年 6 月 4 日至 8 日在加利福尼亚州奥兰治县举行的 APS 原子、分子和光学物理分部第 43 届年会
  • 批准号:
    1227836
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Robust Matter-Light Entanglement Generation and Distribution
鲁棒的物质-光纠缠的产生和分布
  • 批准号:
    1105994
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Laser Excitation of the 229-Th Nuclear Isomer
第 229 个核异构体的激光激发
  • 批准号:
    1002550
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Robust matter-light entanglement generation and distribution
鲁棒的物质-光纠缠的产生和分布
  • 批准号:
    0802076
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

Baryogenesis, Dark Matter and Nanohertz Gravitational Waves from a Dark Supercooled Phase Transition
  • 批准号:
    24ZR1429700
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Probing matter-antimatter asymmetry with the muon electric dipole moment
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:

相似海外基金

Fabrication of chiral plasmonic nanogaps by hot electron-induced metal growth for enhanced enantioselective light-matter interactions
通过热电子诱导金属生长制造手性等离子体纳米间隙以增强对映选择性光-物质相互作用
  • 批准号:
    23K23191
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Deterministic quantum gate between photons in a next-generation light-matter interface
下一代光-物质界面中光子之间的确定性量子门
  • 批准号:
    EP/W035839/2
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Research Grant
Shedding light on dark matter with galactic dynamics in the Milky Way and beyond
通过银河系及其他星系的星系动力学揭示暗物质
  • 批准号:
    MR/X033740/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Fellowship
Light-matter interaction in quantum materials
量子材料中的光与物质相互作用
  • 批准号:
    2904757
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Studentship
Magnetic Resonances in Nonlinear Dielectric Nanostructures: New Light-Matter Interactions and Machine Learning Enhanced Design
非线性介电纳米结构中的磁共振:新的光-物质相互作用和机器学习增强设计
  • 批准号:
    2240562
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Computational modelling of ultrafast chiral light-matter interactions
超快手性光-物质相互作用的计算模型
  • 批准号:
    2892752
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Studentship
Study on light-field-driven dynamics for ultrafast control of quantum states of matter
用于物质量子态超快控制的光场驱动动力学研究
  • 批准号:
    23K13052
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Deterministic quantum gate between photons in a next-generation light-matter interface
下一代光-物质界面中光子之间的确定性量子门
  • 批准号:
    EP/W035839/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Research Grant
Broadband and tunable enhanced chiral light-matter interactions at the visible with new ultrathin helical metamaterials
新型超薄螺旋超材料在可见光下实现宽带和可调谐增强手性光与物质相互作用
  • 批准号:
    2224456
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: vdW isotope heterostructuring showcased in phononic light-matter interactions
职业生涯:在声子光-物质相互作用中展示 vdW 同位素异质结构
  • 批准号:
    2238691
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.02万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了