LEAPS-MPS: Quantum Simulation with Classical Optics
LEAPS-MPS:经典光学的量子模拟
基本信息
- 批准号:2316878
- 负责人:
- 金额:$ 25万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-09-01 至 2025-08-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Quantum science and engineering holds immense potential for transforming modern technology by offering more efficient and secure devices for computing, communication, sensing, and more. However, quantum systems often face challenges such as fragility, limited controllability, and high costs. While the search for optimal quantum platforms to address these issues is crucial, it is also strategically important to explore alternative macroscopic classical physical systems that are robust, easily controllable, and cost-effective for simulating quantum-like tasks. This LEAPS-MPS award aims to investigate analogies between microscopic quantum systems and macroscopic classical light fields, leveraging these analogies to simulate various quantum tasks. This research will advance the field of quantum simulation and classical coherence optics. Furthermore, the analogy between quantum and classical optics will contribute to the development of novel methods for teaching quantum physics, employing visualizable optical systems to enhance the efficiency of quantum education for high school, undergraduate, and graduate students.This LEAPS-MPS award aims to support research activities focused on simulating quantum tasks using classical light beams. This research is grounded in the emerging recognition that classical wave systems, such as classical light, share many important properties with quantum systems that are essential for quantum tasks. These properties include vector spaces, vector superpositions, coherence, entanglement, and more. By developing novel approaches to information processing within light structures, this research seeks to enhance our ability to manipulate the multi-dimensionality and multi-party nature of light in a coherent manner. The primary outcome of this project will be the establishment of new physical platforms and protocols for simulating and realizing quantum-like tasks using classical light. Leveraging the inherent advantages of classical light, such as robustness, ease of control, and low cost, this effort will pave the way for the practical implementation of quantum information science using classical analogs.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.
量子科学和工程通过为计算、通信、传感等提供更高效、更安全的设备,为现代技术的变革提供了巨大的潜力。然而,量子系统往往面临脆弱性、可控性有限和成本高等挑战。虽然寻找解决这些问题的最佳量子平台至关重要,但探索替代宏观经典物理系统也具有战略重要性,这些系统对于模拟类似量子的任务来说是鲁棒的,易于控制的,并且具有成本效益。这个LEAPS-MPS奖项旨在研究微观量子系统和宏观经典光场之间的类比,利用这些类比来模拟各种量子任务。这项研究将推动量子模拟和经典相干光学领域的发展。此外,量子光学和经典光学之间的类比将有助于开发量子物理教学的新方法,使用可视化的光学系统来提高高中生、本科生和研究生的量子教育效率。该LEAPS-MPS奖项旨在支持专注于使用经典光束模拟量子任务的研究活动。这项研究是基于新兴的认识,即经典波系统,如经典光,与量子系统共享许多重要的属性,这些属性对量子任务至关重要。这些性质包括向量空间、向量叠加、相干性、纠缠等。通过开发光结构内信息处理的新方法,这项研究旨在提高我们以相干方式操纵光的多维性和多方性的能力。该项目的主要成果将是建立新的物理平台和协议,用于模拟和实现使用经典光的量子任务。利用经典光的固有优势,如鲁棒性,易于控制和低成本,这一努力将为使用经典类似物的量子信息科学的实际实施铺平道路。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力价值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
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专著数量(0)
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专利数量(0)
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