SimPoMol: Quantum Simulation with Ultracold Polar Molecules

SimPoMol:超冷极性分子的量子模拟

基本信息

  • 批准号:
    EP/X023354/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 311.23万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2022 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Strongly-interacting many-body quantum states lie at the heart of phenomena such as the fractional quantum Hall effect, high-temperature superconductivity and exotic forms of magnetism. Understanding how these phenomena emerge is often computationally intractable and remains one of the great challenges of modern physics. A promising route to conquering this challenge is to use a highly controllable artificial quantum system to simulate the physics believed to underpin the behaviour observed in more complex, real materials.The goal of SimPoMol is to synthesise and study artificial quantum materials using ultracold RbCs molecules arranged in regular arrays in order to probe novel quantum phenomena in strongly interacting quantum systems. The use of molecules is motivated by their rich internal structure, combined with the existence of controllable long-range dipole-dipole interactions, long trap lifetimes and strong coupling to electric and microwave fields.We will use three experimental platforms, each leveraging our established expertise in the study of RbCs molecules, to go beyond the current state-of-the-art: bulk molecular gases, molecules assembled in arrays of optical tweezers and a quantum gas microscope for molecules in 2D optical lattices. We will engineer long rotational coherence times using rotationally-magic traps, allowing access to dipole-dipole interactions between molecules. We will exploit the rotational structure of molecules as a synthetic dimension to simulate archetypal models of topological materials and study new many-body phases in 1D chains of interacting molecules. We will demonstrate a molecular qudit encoding of the Deutsch algorithm and implement highfidelity quantum gates between molecules. Finally, we will develop single site imaging and addressing of molecules in lattices and use this powerful tool to probe the emergence of strongly correlated quantumphases and explore quantum magnetism in our artificial materials.
强烈相互交互的多体量子状态位于现象的核心,例如分数量子霍尔效应,高温超导性和磁性的外来形式。了解这些现象在计算上​​通常是棘手的,并且仍然是现代物理学的巨大挑战之一。征服这一挑战的有前途的途径是使用高度可控制的人造量子系统模拟被认为是在更复杂,更真实的材料中观察到的行为的物理学。Impomol的目的是使用Ultracold RBCS Molecules合成和研究人造量子材料。分子的使用是由它们丰富的内部结构的动机,再加上可控的远距离偶极双极相互作用,长陷阱寿命以及与电气和微波领域的牢固耦合。我们将使用三个实验平台,每种平台都利用了我们在RBCS分子的研究中的既有专业知识,都可以超越RBCS分子的群体:成就分子:成就分子:成就分子:成序的分子,分数:成分,分数:较高的分子,包括分子的群体:较高的分子,即成立分子,包括分子的群体。光学镊子和2D光学晶格中分子的量子气体显微镜。我们将使用旋转磁陷阱来设计较长的旋转相干时间,从而可以访问分子之间的偶极 - 偶极相互作用。我们将利用分子的旋转结构作为合成维度,以模拟拓扑材料的原型模型,并研究相互作用分子一维链中的新的多体相。我们将展示Deutsch算法的分子编码,并在分子之间实现高更额量子门。最后,我们将开发单个位点成像和晶格中分子的解决方案,并使用这种强大的工具来探测强相关的量子强调的出现,并探索我们人造材料中的量子磁性。

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)
Making molecules by mergoassociation: Two atoms in adjacent nonspherical optical traps
通过合并缔合制造分子:相邻非球形光陷阱中的两个原子
  • DOI:
    10.1103/physrevresearch.5.043086
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Bird R
  • 通讯作者:
    Bird R
A motorized rotation mount for the switching of an optical beam path in under 20 ms using polarization control.
一种电动旋转安装座,可使用偏振控制在 20 毫秒内切换光束路径。
Feshbach spectroscopy of Cs atom pairs in optical tweezers
光镊中铯原子对的费什巴赫光谱
  • DOI:
    10.1088/1367-2630/ac99f6
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Brooks R
  • 通讯作者:
    Brooks R
Long-distance optical-conveyor-belt transport of ultracold Cs 133 and Rb 87 atoms
超冷 Cs 133 和 Rb 87 原子的长距离光学传送带传输
  • DOI:
    10.1103/physreva.109.023321
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Matthies A
  • 通讯作者:
    Matthies A
Diatomic-py: A Python module for calculating the rotational and hyperfine structure of 1S molecules
Diatomic-py:用于计算 1S 分子旋转和超精细结构的 Python 模块
{{ 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 }}

Simon Cornish其他文献

Simon Cornish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('Simon Cornish', 18)}}的其他基金

Developing Molecular Quantum Technologies
开发分子量子技术
  • 批准号:
    EP/W00299X/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Research Grant
Interfacing Ultracold Polar Molecules with Rydberg atoms: A Hybrid Platform for Quantum Science
超冷极性分子与里德伯原子的接口:量子科学的混合平台
  • 批准号:
    EP/V047302/1
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Research Grant
Dilute Quantum Fluids Beyond the Mean-Field
超出平均场的稀释量子流体
  • 批准号:
    EP/T015241/1
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Research Grant
QSUM: Quantum Science with Ultracold Molecules
QSUM:超冷分子的量子科学
  • 批准号:
    EP/P01058X/1
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Research Grant
Understanding Collisions of Ultracold Polar Molecules
了解超冷极性分子的碰撞
  • 批准号:
    EP/P008275/1
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Research Grant
A Stable Quantum Gas of Fermionic Polar Molecules
费米子极性分子的稳定量子气体
  • 批准号:
    EP/N007085/1
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Research Grant
Probing Non-Equilibrium Quantum Many-Body Dynamics with Bright Matter-Wave Solitons
用亮物质波孤子探测非平衡量子多体动力学
  • 批准号:
    EP/L010844/1
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Research Grant
A Quantum Gas of Ultracold Polar Molecules
超冷极性分子的量子气体
  • 批准号:
    EP/H003363/1
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Research Grant
Bright matter-wave solitons: formation, dynamics and quantum reflection
明亮的物质波孤子:形成、动力学和量子反射
  • 批准号:
    EP/F002068/1
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Research Grant
Quantum-Degenerate Gases for Precision Measurements (QuDeGPM)
用于精密测量的量子简并气体 (QuDeGPM)
  • 批准号:
    EP/G026602/1
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Research Grant

相似国自然基金

量子流体的热力学建模和分子模拟及其应用在氢液化中的研究
  • 批准号:
    22311530056
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    10 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
基于量子化学精度的蛋白-配体相互作用的理论计算模拟
  • 批准号:
    22333006
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    230 万元
  • 项目类别:
    重点项目
基于混合变量的格点规范理论的量子模拟
  • 批准号:
    12375013
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于单层张量网络缩并的含噪声量子线路经典模拟器
  • 批准号:
    12304552
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高性能低开销的量子计算模拟系统关键技术及算法研究
  • 批准号:
    62372182
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Molecules for Quantum simulation
量子模拟分子
  • 批准号:
    MR/X033430/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Fellowship
Quantum Simulation: A New Era for Materials Science
量子模拟:材料科学的新时代
  • 批准号:
    10107055
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Small Business Research Initiative
SPARQ(s) - Scalable, Precise, And Reliable positioning of color centers for Quantum computing and simulation
SPARQ(s) - 用于量子计算和模拟的可扩展、精确且可靠的色心定位
  • 批准号:
    10078083
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
Collaborative Research: Moire Exciton-polariton for Analog Quantum Simulation
合作研究:用于模拟量子模拟的莫尔激子极化
  • 批准号:
    2344658
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Moire Exciton-polariton for Analog Quantum Simulation
合作研究:用于模拟量子模拟的莫尔激子极化
  • 批准号:
    2344659
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 311.23万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了