Quantum Optics in Rydberg Entangled Atomic Arrays

里德伯纠缠原子阵列中的量子光学

基本信息

  • 批准号:
    1806548
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 45万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-15 至 2021-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

New technologies are being developed that use quantum mechanical phenomena to process, store, and securely transmit information in ways that are not possible with classical devices. A key ingredient in the performance of quantum technologies is the presence of entanglement, which can be thought of as a kind of connection between spatially separated objects that does not exist in the everyday classical world. This project will advance the progress of science by deepening understanding of entanglement between atoms and between atoms and light. Gaining a better understanding of entanglement and how to accurately prepare entanglement of atoms and light will promote the development of useful quantum information processing technologies. In addition research and education activities supported by this NSF award will contribute to workforce training for future commercialization of quantum technologies.The research project will study the fidelity of entanglement prepared in multi-atom ensembles as well as between atomic ensembles and optical fields. Long range atomic interactions mediated by highly excited Rydberg states will be used to create deterministic entanglement between multi-atom ensembles and between ensembles and light. The fidelity of Rydberg state mediated entanglement will be compared in 1D and 2D ensembles and in spatially disordered and ordered ensembles. The comparison will elucidate the robustness of Rydberg blockade in the presence of complex short range interactions. Spatially ordered ensembles that exhibit collective resonances due to dipolar interactions will be combined with strong, long range Rydberg interactions to generate single photon wavepackets with controlled directionality that will enable entanglement of spatially separated atomic arrays.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
正在开发的新技术使用量子力学现象来处理、存储和安全地传输信息,这种方式是传统设备不可能实现的。量子技术性能的一个关键因素是纠缠的存在,这可以被认为是一种空间上分离的物体之间的连接,这在日常的经典世界中是不存在的。这个项目将通过加深对原子之间以及原子与光之间的纠缠的理解来推动科学的进步。更好地理解纠缠,以及如何准确地制备原子和光的纠缠,将推动有用的量子信息处理技术的发展。此外,由该NSF奖支持的研究和教育活动将有助于为未来量子技术的商业化提供劳动力培训。研究项目将研究多原子系综以及原子系综和光场之间的纠缠的保真度。由高激发里德堡态介导的长程原子相互作用将被用来在多原子系综之间以及系综与光之间产生确定性纠缠。我们将在一维和二维系综下以及在空间无序和有序系综下比较里德伯格态介导的纠缠的保真度。这一比较将阐明里德堡封锁在存在复杂的短程相互作用时的稳健性。由于偶极相互作用而表现出集体共振的空间有序系综将与强大的远程里德堡相互作用相结合,产生具有可控方向性的单光子波包,这将使空间分离的原子阵列能够纠缠。这一奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Spatial Coherence of Light in Collective Spontaneous Emission
集体自发发射中光的空间相干性
  • DOI:
    10.1103/prxquantum.3.010338
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Gold, D. C.;Huft, P.;Young, C.;Safari, A.;Walker, T. G.;Saffman, M.;Yavuz, D. D.
  • 通讯作者:
    Yavuz, D. D.
Quantum information with Rydberg excited atoms1
里德伯激发原子的量子信息1
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Saffman, M.
  • 通讯作者:
    Saffman, M.
Preparation and control of neutral atom ensemble qubits using Rydberg interactions
利用里德堡相互作用制备和控制中性原子系综量子位
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Young, Christopher;Kwon, Minho;Yang, Peiyu;Huft, Preston;Radzom, Brandon;Ebert, Matthew;Walker, Thad;Saffman, Mark
  • 通讯作者:
    Saffman, Mark
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  • 作者:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    18.400
  • 作者:
    Mark Saffman
  • 通讯作者:
    Mark Saffman
Multiconical emission of a monolithic mini-cavity optical parametric oscillator
  • DOI:
    10.1016/j.optcom.2005.02.057
  • 发表时间:
    2005-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Martynas Peckus;Kestutis Staliunas;Mark Saffman;Gintas Slekys;Valdas Sirutkaitis;Valerijus Smilgevicius;Rimantas Grigonis
  • 通讯作者:
    Rimantas Grigonis

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    $ 45万
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    2017
  • 资助金额:
    $ 45万
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  • 资助金额:
    $ 45万
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    1427839
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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    1404357
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
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  • 资助金额:
    $ 45万
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    LE230100122
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 45万
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    Linkage Infrastructure, Equipment and Facilities
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    2024
  • 资助金额:
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  • 资助金额:
    $ 45万
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    2309087
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 45万
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基于腔增强相位匹配非线性光学的相干拉曼光谱研究进展
  • 批准号:
    23H01987
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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  • 批准号:
    2877426
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Studentship
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  • 批准号:
    2308969
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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知道了