RAISE-TAQS: Integrated Photonics for Quantum Interfaces of Atoms, Molecules, and Light

RAISE-TAQS:原子、分子和光量子界面的集成光子学

基本信息

  • 批准号:
    1839176
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 100万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-15 至 2022-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

New technologies that exploit quantum mechanical phenomena promise transformative advances in communication, storage, and processing of information compared to what is possible with currently available, classical systems. While many proof of principle advances have been demonstrated in research laboratories, quantum phenomena are inherently fragile, and developing reliable systems for real world applications is one of the major challenges in the field. This research program will integrate state-of-the-art optical fabrication technologies with laser cooled atoms to develop compact and robust devices that couple atomic quantum memories to optical photons for secure quantum communication. Similar technologies will be used to couple populations of molecules. The research program will thereby advance the progress of quantum science, while enabling new technologies for secure communication systems and quantum chemistry of benefit to government and industrial sectors. Research and education activities supported by this NSF award will contribute to workforce training for quantum technologies and development of course material that will enhance the participation of under-represented groups in science and technology.This project will advance the state of the art of photonic technologies used for quantum science by targeting two specific applications. The group will design, fabricate, and test an integrated photonic device containing planar metaoptics, optical gratings, and high finesse fiber optic resonators in order to implement a functional, and pre-aligned module for atomic memory enhanced quantum key distribution. The research will advance the state of the art in integrated photonics for atomic experiments and demonstrate new capabilities for quantum cryptography and communication. In addition the group will use the fiber resonators for studies of condensed phase molecular spectroscopy and reactivity in the regime of strong coupling.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.
利用量子机械现象的新技术与当前可用的经典系统相比,信息的通信,存储和处理方面有望在信息的沟通,存储和处理中的变革性进步。尽管在研究实验室中已经证明了许多原则进步的证据,但量子现象本质上是脆弱的,而为现实世界应用开发可靠的系统是该领域的主要挑战之一。该研究计划将将最先进的光学制造技术与激光冷却原子整合在一起,以开发紧凑而健壮的设备,使原子量量子记忆与光学光子融为一体,以进行安全量子通信。类似的技术将用于近对分子群。该研究计划将进步量子科学的进步,同时为政府和工业部门提供新的技术和量子化学的新技术。 NSF奖支持的研究和教育活动将有助于量子技术的劳动力培训和课程材料的开发,这将增强代表性不足的群体在科学和技术中的参与。该项目将通过针对两个特定的应用程序来推动用于量子技术的光子技术技术。该组将设计,制造和测试一个集成的光子设备,其中包含平面元元,光栅和高技能光纤谐振器,以实现一个功能性和预一致的模块,以增强原子存储器增强量子键分布。这项研究将在原子实验的综合光子学方面推进最新技术,并展示量子加密和通信的新功能。此外,该小组将使用纤维谐振器进行凝结相分子光谱和反应性的研究。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的智力优点和更广泛影响的审查标准通过评估来进行评估的。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Perspectives on quantum transduction
  • DOI:
    10.1088/2058-9565/ab788a
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Lauk, Nikolai;Sinclair, Neil;Simon, Christoph
  • 通讯作者:
    Simon, Christoph
Efficient generation of optical bottle beams
  • DOI:
    10.1515/nanoph-2021-0243
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Yuzhe Xiao;Zhaoning Yu;R. Wambold;H. Mei;G. Hickman;R. Goldsmith;M. Saffman;M. Kats
  • 通讯作者:
    Yuzhe Xiao;Zhaoning Yu;R. Wambold;H. Mei;G. Hickman;R. Goldsmith;M. Saffman;M. Kats
How to organize an online conference
  • DOI:
    10.1038/s41578-020-0194-0
  • 发表时间:
    2020-03-18
  • 期刊:
  • 影响因子:
    83.5
  • 作者:
    Reshef, Orad;Aharonovich, Igor;Sapienza, Riccardo
  • 通讯作者:
    Sapienza, Riccardo
Diffractive chips for magneto-optical trapping of two atomic species
用于磁光捕获两种原子的衍射芯片
  • DOI:
    10.1364/cleo_si.2020.sth4g.7
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yu, Zhaoning;Hickman, Garrett;Saffman, Mark;Kats, Mikhail A.
  • 通讯作者:
    Kats, Mikhail A.
An optical chip for a single atom single photon source
一种单原子单光子源光学芯片
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhang, Jin;Oh, Eunji;Yu, Zhaoning;Mehlenbacher, Brandon;Kats, Mikhail;Goldsmith, Randall;Saffman, Mark
  • 通讯作者:
    Saffman, Mark
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Multiconical emission of a monolithic mini-cavity optical parametric oscillator
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  • 期刊:
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  • 通讯作者:
    Rimantas Grigonis

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    2010
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    $ 100万
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知道了