Entangled photons and ultracold atoms for studies of fundamental quantum mechanics and applications to quantum information

纠缠光子和超冷原子用于基础量子力学研究和量子信息应用

基本信息

  • 批准号:
    194094-2010
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.69万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2014-01-01 至 2015-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

My research group uses both entangled photons and ultracold atoms to study novel quantum phenomena, specifically in relation to the challenges and questions raised by the exciting new applications in quantum information science, and to studying foundational issues in quantum mechanics. Over the past 15 years, experimental capabilities for control of quantum systems have reached a level that makes it reasonable to expect widespread applications, ranging from quantum information processing to coherent control of reactions to quantum simulations of previously intractable systems. In particular, it is now well understood that quantum information is qualitatively different from its classical cousin, and a large international effort aims at building the systems which will allow us to take advantage of the exponential power of quantum information processing. Over the next five years, we propose principally to (1) develop advanced techniques for generating novel multi-photon entangled states, and investigate their properties and applications; (2) use our optical lattice experiment to further study quantum control and measurement techniques in the context of the long-term problem of controlling quantum devices; (3) use our newly-developed atom-ready source of quantum light in conjunction with our ultracold atoms to study new paradigms in quantum light-matter interactions; (4) use the interactions of our Bose-Einstein condensate with time-dependent potentials to address long-standing questions over tunneling times and other fundamental issues in quantum mechanics; and (5) continue our optical studies of different paradigms of applied quantum measurement. Goal (3) is a particularly timely quest, as recent proposals make it look like optical nonlinearities at the quantum level may be within reach, and have also shown how they could be used to build a quantum computer. Having developed a system for producing some of the coldest atoms in the universe, along with the highest-spectral-brightness source of entangled photons in the world, we are in an excellent position to take on this exciting challenge.
我的研究小组使用纠缠的光子和超电原子来研究新型量子现象,特别是关于量子信息科学中令人兴奋的新应用所提出的挑战和问题,以及研究量子力学中的基础问题。 在过去的15年中,控制量子系统的实验能力达到了一个水平,使人们可以合理地期望广泛的应用,从量子信息处理到对反应的连贯控制,再到反应系统的量子模拟。 特别是,现在已经充分了解到,量子信息在质上与其古典表弟不同,并且一项巨大的国际努力旨在构建该系统,这将使我们能够利用量子信息处理的指数力量。 在接下来的五年中,我们主要提出(1)开发用于生成新型多光子纠缠状态并研究其性质和应用的高级技术; (2)在控制量子设备的长期问题的背景下,使用我们的光学晶格实验进一步研究量子控制和测量技术; (3)使用我们新发达的原子就绪的量子光来源与我们的Ultrocold Atoms结合使用,以研究量子光 - 含量相互作用的新范式; (4)使用我们的Bose-Einstein凝结物与时间依赖性潜力的相互作用,以解决隧道时间和量子力学中其他基本问题的长期问题; (5)继续我们对应用量子测量不同范式的光学研究。 目标(3)是一个特别及时的任务,因为最近的提案使其看起来像量子级别的光学非线性可能可以触及,并且还显示了它们如何用于构建量子计算机。 开发了一种用于生产宇宙中一些最冷原子的系统,以及世界上纠缠最高的光子的最高光度来源,我们在应对这一激动人心的挑战方面表现出色。

项目成果

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Steinberg, Aephraim其他文献

Experimental nonlocal and surreal Bohmian trajectories
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Mahler, Dylan H.;Rozema, Lee;Steinberg, Aephraim
  • 通讯作者:
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    RGPIN-2020-05767
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    2022
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    $ 9.69万
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    RGPIN-2020-05767
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 9.69万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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    $ 9.69万
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    RGPIN-2015-04257
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    RGPIN-2015-04257
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 9.69万
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    Discovery Grants Program - Individual
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    2014
  • 资助金额:
    $ 9.69万
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  • 财政年份:
    2018
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    $ 9.69万
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知道了