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光子和超冷原子来研究新颖的量子现象,特别是与量子信息科学中令人兴奋的新应用所提出的挑战和问题有关,并研究量子力学中的基础问题。 在过去的 15 年里,量子系统控制的实验能力已经达到了一定的水平,可以合理地预期广泛的应用,从量子信息处理到反应的相干控制,再到以前棘手系统的量子模拟。 特别是,现在人们已经充分认识到,量子信息与它的经典表弟在本质上有所不同,国际社会正在大力努力构建系统,使我们能够利用量子信息处理的指数力量。 未来五年,我们主要建议:(1)开发产生新型多光子纠缠态的先进技术,并研究其性质和应用; (2)利用我们的光学晶格实验,在控制量子器件的长期问题的背景下,进一步研究量子控制和测量技术; (3)使用我们新开发的原子就绪量子光源与我们的超冷原子相结合,研究量子光与物质相互作用的新范例; (4)利用我们的玻色-爱因斯坦凝聚体与时间相关势的相互作用来解决有关隧道时间和量子力学中其他基本问题的长期存在的问题; (5)继续我们对应用量子测量的不同范式的光学研究。 目标(3)是一个特别及时的探索,因为最近的提议使得量子水平上的光学非线性看起来可能是可以实现的,并且还展示了如何使用它们来构建量子计算机。 我们开发了一种能够产生宇宙中一些最冷原子的系统,以及世界上光谱亮度最高的纠缠光子源,我们处于一个绝佳的位置来应对这一令人兴奋的挑战。

项目成果

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Steinberg, Aephraim其他文献

Experimental nonlocal and surreal Bohmian trajectories
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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
  • 资助金额:
    $ 9.69万
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    RGPIN-2020-05767
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    2020
  • 资助金额:
    $ 9.69万
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    $ 9.69万
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  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
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    $ 9.69万
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知道了