Cooperative quantum optics in dense thermal vapours

稠密热蒸汽中的协同量子光学

基本信息

  • 批准号:
    EP/L023024/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 98.55万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2014 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

During this century there has been an explosion of research activity into manipulating individual quantum entities (single atoms, single ions, single photons...). This was the topic of the 2012 Nobel Prize in Physics, see http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2012/. One of the great breakthroughs was that the mysterious quantum property of entanglement was identified not only as being at the heart of Einstein's "spooky action at a distance" but also as a resource for the emerging topic of quantum information processing. It is noteworthy that the fundamental theory and the technological breakthroughs advance in a symbiotic fashion. Specifically, there is a drive towards harnessing the powers of single quantum entities such as qubits in a quantum computer, which could yield computing devices with unprecedented power exploiting the exponential scale up of complexity in a quantum system.In the experiments described in this proposal we will produce pairs of photons which are entangled, by using our understanding of the interactions among hot atoms in a thermal vapour. We will also exploit a phenomenon known as "heralding" where for entangled photon pairs the presence of one photon can be triggered, or "heralded", by the presence of the other photon at a detector. Entangled photon pairs and heralded single photons will find great utility in the burgeoning fields of quantum information processing and quantum cryptography, in addition to fundamental tests of quantum mechanics. There are many possible sources of such useful photons which are currently being studied; the advantages offered by our scheme include simplicity (such that scalability - building many identical copies of key components of the apparatus - is not an issue), and the characteristics of the photons (their frequency (colour) and bandwidth (purity of colour)) are ideally suited to interface with quantum memories and quantum repeaters (also based on atomic ensembles).In addition to performing the research experiments we plan to disseminate our work further by incorporating a similar experiment into the teaching laboratories at our department, such that undergraduates can experiment with entangled photon pairs, and measure a violation of Bell's inequality. John Bell was a Physicist from Belfast who formulated a mathematical expression to encapsulate how "weird" quantum mechanics can be. A violation of Bell's inequality can not be explained by classical physics, but can be interpreted as spooky action at a distance. The results from our experiments will also be incorporated into talks for the public and schoolchildren given by the investigators.
在本世纪,操纵单个量子实体(单原子、单离子、单光子.)的研究活动激增。这是2012年诺贝尔物理学奖的主题,见http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2012/。其中一个重大突破是,纠缠的神秘量子特性不仅被确定为爱因斯坦“幽灵般的远距离行动”的核心,而且还被确定为量子信息处理这一新兴课题的资源。值得注意的是,基础理论和技术突破以共生的方式前进。具体来说,有一种驱动力,利用量子计算机中的量子比特等单个量子实体的能力,这可能会产生具有前所未有的能力的计算设备,利用量子系统中复杂性的指数级增长。在本提案中描述的实验中,我们将利用我们对热蒸汽中热原子之间相互作用的理解,产生纠缠的光子对。我们还将利用一种被称为“预兆”的现象,其中对于纠缠光子对,一个光子的存在可以被探测器处另一个光子的存在触发或“预兆”。纠缠光子对和预示的单光子将在新兴的量子信息处理和量子密码学领域以及量子力学的基本测试中发现巨大的用途。目前正在研究的这种有用的光子有许多可能的来源;我们的方案提供的优点包括简单(使得可扩展性-构建设备的关键部件的许多相同副本-不是问题),光子的特性(它们的频率(颜色)和带宽)(颜色纯度))非常适合与量子存储器和量子中继器接口(也基于原子系综)。除了进行研究实验,我们计划通过将类似的实验纳入我们系的教学实验室,进一步传播我们的工作,这样,大学生就可以用纠缠光子对进行实验,并测量贝尔不等式的违反。约翰·贝尔是一位来自贝尔法斯特的物理学家,他用一个数学表达式来概括量子力学的“怪异”。违反贝尔不等式不能用经典物理学来解释,但可以解释为幽灵般的远距离作用。我们的实验结果也将被纳入调查人员为公众和学童举办的讲座中。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Absolute absorption on the potassium D lines: theory and experiment
Cooperative ordering in lattices of interacting two-level dipoles
  • DOI:
    10.1103/physreva.92.063822
  • 发表时间:
    2015-12-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Bettles, Robert J.;Gardiner, Simon A.;Adams, Charles S.
  • 通讯作者:
    Adams, Charles S.
Absolute absorption on the potassium D lines:theory and experiment
钾 D 线上的绝对吸收:理论与实验
  • DOI:
    10.48550/arxiv.1506.06651
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hanley R
  • 通讯作者:
    Hanley R
Enhanced metrology at the critical point of a many-body Rydberg atomic system
  • DOI:
    10.1038/s41567-022-01777-8
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    19.6
  • 作者:
    D. Ding;Zongkai Liu;B. Shi;Guangtao Guo;K. Mølmer;C. Adams
  • 通讯作者:
    D. Ding;Zongkai Liu;B. Shi;Guangtao Guo;K. Mølmer;C. Adams
Cooperative eigenmodes and scattering in one-dimensional atomic arrays
  • DOI:
    10.1103/physreva.94.043844
  • 发表时间:
    2016-10-24
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Bettles, Robert J.;Gardiner, Simon A.;Adams, Charles S.
  • 通讯作者:
    Adams, Charles S.
{{ 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 }}

Ifan Hughes其他文献

Ifan Hughes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('Ifan Hughes', 18)}}的其他基金

Atom-based Quantum Photonics
基于原子的量子光子学
  • 批准号:
    EP/R002061/1
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
    Research Grant
Magneto-optical Kerr effect with non-uniform optical polarisation
具有非均匀光学偏振的磁光克尔效应
  • 批准号:
    EP/H044914/1
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
    Research Grant
Mobile atom traps based on domain walls in magnetic nanowires
基于磁性纳米线畴壁的移动原子陷阱
  • 批准号:
    EP/F025459/1
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
    Research Grant
EUCAN - the UK contribution to a European cold atom network
EUCAN - 英国对欧洲冷原子网络的贡献
  • 批准号:
    EP/D054877/1
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
    Research Grant

相似国自然基金

Research on Quantum Field Theory without a Lagrangian Description
  • 批准号:
    24ZR1403900
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Simulation and certification of the ground state of many-body systems on quantum simulators
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    40 万元
  • 项目类别:
Mapping Quantum Chromodynamics by Nuclear Collisions at High and Moderate Energies
  • 批准号:
    11875153
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高温气化过程中煤灰矿物质演变规律的量子化学计算与实验研究
  • 批准号:
    50906055
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
广义Besov函数类上的几个逼近特征
  • 批准号:
    10926056
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    3.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
基于量子点多色荧光细胞标志谱型的CTC鉴别与肿瘤个体化诊治的研究
  • 批准号:
    30772507
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
驻波场驱动的量子相干效应的研究
  • 批准号:
    10774058
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
量子计算电路的设计和综合
  • 批准号:
    60676020
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    31.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
半导体物理中的非线性偏微分方程组
  • 批准号:
    10541001
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    4.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
量子点技术对细胞表面蛋白和受体在体内分布的研究
  • 批准号:
    30570686
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Quantum Optics and Optomechanics: From Fundamental Tests To Quantum Tools of the Future
量子光学和光机械:从基础测试到未来的量子工具
  • 批准号:
    2308969
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Ultrasonic-tagged remote interferometric flowmetry for brain activity
用于大脑活动的超声波标记远程干涉流量测量
  • 批准号:
    10731255
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
Development of an apoptosis biosensor for monitoring of breast cancer
开发用于监测乳腺癌的细胞凋亡生物传感器
  • 批准号:
    10719415
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
Cherenkov luminescence mediated excitation of discrete lanthanide optical probes
切伦科夫发光介导的离散镧系元素光学探针的激发
  • 批准号:
    10876727
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
Next-generation optical nanoprobes: From quantum biosensing to cellular monitoring
下一代光学纳米探针:从量子生物传感到细胞监测
  • 批准号:
    10622691
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
Open fiber-based cavity for spectroscopix experiments in semiconductor quantum optics
用于半导体量子光学光谱实验的开放式光纤腔
  • 批准号:
    517518181
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
    Major Research Instrumentation
An expanded 75-color panel of Pdots for spectral multiplexing
用于光谱复用的扩展 75 色 Pdot 面板
  • 批准号:
    10761598
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
Development of Quantum Magnetic Tunneling Junction Sensor Arrays for Brain Magnetoencephalography (MEG) under Natural Settings
自然环境下脑磁图 (MEG) 量子磁隧道结传感器阵列的开发
  • 批准号:
    10723802
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
Towards a Quantum-Mechanical Understanding of Redox Chemistry in Proteins
对蛋白质氧化还原化学的量子力学理解
  • 批准号:
    10606459
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
Fiber-integrated diamond-based whispering-gallery-mode magnetometers
光纤集成金刚石基回音壁模式磁力计
  • 批准号:
    23K04617
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 98.55万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了