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
- 来源:
- 关键词:
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.
与当前可用的经典系统相比,利用量子力学现象的新技术有望在信息通信、存储和处理方面取得革命性的进步。虽然研究实验室已经证明了许多原理性进展的证明,但量子现象本质上是脆弱的,为现实世界的应用开发可靠的系统是该领域的主要挑战之一。该研究计划将最先进的光学制造技术与激光冷却原子相结合,开发紧凑而坚固的设备,将原子量子存储器与光学光子耦合起来,以实现安全的量子通信。类似的技术将用于耦合分子群。该研究计划将从而推动量子科学的进步,同时实现安全通信系统和量子化学的新技术,使政府和工业部门受益。该 NSF 奖项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,从而提高代表性不足的群体对科学和技术的参与。该项目将推动所使用的光子技术的最先进水平通过针对两个特定应用来实现量子科学。该小组将设计、制造和测试包含平面超光学、光栅和高精细光纤谐振器的集成光子器件,以便实现用于原子存储器增强量子密钥分配的功能性和预对准模块。该研究将推进原子实验集成光子学的最新技术,并展示量子密码学和通信的新功能。此外,该小组还将使用光纤谐振器来研究凝聚相分子光谱和强耦合状态下的反应性。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
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)
How to organize an online conference
如何组织在线会议
- DOI:10.1038/s41578-020-0194-0
- 发表时间:2020-04
- 期刊:
- 影响因子:83.5
- 作者:Reshef, Orad;Aharonovich, Igor;Armani, Andrea M.;Gigan, Sylvain;Grange, Rachel;Kats, Mikhail A.;Sapienza, Riccardo
- 通讯作者:Sapienza, Riccardo
Perspectives on quantum transduction
量子转导的观点
- DOI:10.1088/2058-9565/ab788a
- 发表时间:2019-10-10
- 期刊:
- 影响因子:6.7
- 作者:N. Lauk;N. Sinclair;S. Barzanjeh;J. Covey;M. Saffman;M. Spiropulu;C. Simon
- 通讯作者:C. Simon
Multiphysics Modeling of Grating Chips for Magneto-Optical Trapping of Atoms
用于原子磁光捕获的光栅芯片的多物理场建模
- DOI:
- 发表时间:2022-01
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Deshpande, Sanket;Yu, Zhaoning;Zhang, Jin;Oh, Eunji;Huft, Preston;Hickman, Garrett;Goldsmith, Randall;Saffman, Mark;Kats, Mikhail A.
- 通讯作者:Kats, Mikhail A.
A fully-integrated single-photon source based on single Rb atoms
基于单个 Rb 原子的完全集成的单光子源
- DOI:
- 发表时间:2019-05
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:HICKMAN, Garrett;VOLLBRECHT, Cecilia;MEHLENBACHER, Brandon;Yu, ZHAONING;XIAO, Yuzhe;Goldsmith, RANDALL;KATS, Mikhail;SAFFMAN, Mark
- 通讯作者:SAFFMAN, Mark
Efficient generation of optical bottle beams
高效生成光学瓶光束
- DOI:10.1515/nanoph-2021-0243
- 发表时间:2021-05-16
- 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:M. Kats
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