Solid State Superatoms
固态超原子
基本信息
- 批准号:EP/P012000/1
- 负责人:
- 金额:$ 102.53万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2017
- 资助国家:英国
- 起止时间:2017 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The modern digital world relies on classical two-level systems - binary bits. A major theme of current physics research is the development of their quantum equivalent "qubits" - isolated two-level quantum systems, for applications in computing, sensing, measurement and communication. A logical quantum bit may be encoded using the physical states of an ensemble of many individual atoms. A powerful way to carry out such a collective encoding is to exploit highly excited electronic states, known as Rydberg states that have strong long-range interactions with neighbouring atoms. So far, this method has been demonstrated in a laser-cooled atomic gas, but not in the solid state.We propose to use atom-like electronic states known as excitons, in a semiconducting signal. Excitons couple to light and can be excited to a Rydberg state, where their wavefunction can encapsulate billions of lattice sites. Using methods from solid state physics (strain engineering) and atomic physics (microwave control), we aim to isolate collective solid state two-level systems (superatoms), and prove their existence using the quantum properties of the light they emit. Finally we plan to exploit the translational symmetry of the bulk crystal environment to create tailored arrays of superatoms.
现代数字世界依赖于经典的两级系统——二进制位。当前物理学研究的一个主要主题是开发其量子等效“量子位”——孤立的两级量子系统,用于计算、传感、测量和通信领域的应用。逻辑量子位可以使用许多单独原子的集合的物理状态来编码。进行这种集体编码的一种有效方法是利用高度激发的电子态,即所谓的里德伯态,它与邻近原子具有强烈的长程相互作用。到目前为止,这种方法已在激光冷却的原子气体中得到验证,但尚未在固态中得到验证。我们建议在半导体信号中使用称为激子的类原子电子态。激子与光耦合并可以被激发到里德伯态,其中它们的波函数可以封装数十亿个晶格位点。使用固态物理学(应变工程)和原子物理学(微波控制)的方法,我们的目标是隔离集体固态二能级系统(超原子),并利用它们发出的光的量子特性证明它们的存在。最后,我们计划利用块体晶体环境的平移对称性来创建定制的超原子阵列。
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)
Giant microwave-optical Kerr nonlinearity via Rydberg excitons in cuprous oxide
氧化亚铜中里德伯激子产生的巨大微波光学克尔非线性
- DOI:10.1063/5.0192710
- 发表时间:2024
- 期刊:
- 影响因子:5.6
- 作者:Pritchett J
- 通讯作者:Pritchett J
Microwave-optical coupling via Rydberg excitons in cuprous oxide
- DOI:10.1103/physrevresearch.4.013031
- 发表时间:2022-01-13
- 期刊:
- 影响因子:4.2
- 作者:Gallagher, Liam A. P.;Rogers, Joshua P.;Lynch, Stephen A.
- 通讯作者:Lynch, Stephen A.
Giant Rydberg Excitons in Synthetic and Artificial Cuprous Oxide
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- DOI:10.1109/icton.2018.8473650
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Lynch S
- 通讯作者:Lynch S
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