| Source DB | nl |
|---|
| Institution | UGent |
|---|
| Code | 859add17-6a66-41dc-bb72-52368def4d2f |
|---|
| Unit | 16a28d37-6005-49e4-be1b-46b8c76f6640
|
|---|
| Begin | 10/1/2020 |
|---|
| End | 10/1/2021 |
|---|
| title fr |
|
|---|
| title nl | Deterministische en schaalbare optische kwantum computers met lithium niobaat fotonische chips
|
|---|
| title en | Deterministic and scalable all-optical quantum computing using lithium niobate photonic integrated circuits
|
|---|
| Description fr |
|
|---|
| Description nl | De studie van kwantum systemen kent de laatste decennia een enorme opgang omwille van het potentieel om informatie te bewaren, bewerken en verzenden in dergelijke systemen. De grootste moeilijkheid om van kwantuminformatie-processing een praktische realiteit te maken, is de decoherentie van kwantum bits (qubits) als gevolg van interactie met de omgeving. In dit opzicht hebben fotonen een enorm voordeel op elk ander mogelijk kwantum systeem omdat ze nagenoeg vrij zijn van decoherentie. Ondanks het feit dat fotonen makkelijk gemanipuleerd kunnen worden om één-qubit operaties uit te voeren, is er echter een intrinsieke moeilijkheid om twee-qubit operaties te realiseren omdat fotonen niet makkelijk met elkaar interageren. Een tweede obstakel is de schaalbaarheid van dergelijke kwantum systemen om volume productie toe te laten, alsook om meer complexe circuits te kunnen realiseren. Om deze twee problemen aan te pakken, zullen wij lithium niobaat (LN) fotonische chips onderzoeken, gedopeerd met erbium. Dergelijke LN chips zijn momenteel beschikbaar met hoog brekingsindex-contrast en hoge kwaliteit, wat dense integratie en schaalbaarheid mogelijk maakt. Daarnaast is LN ook een goed gastkristal voor erbium, dat interactie tussen fotonen en dus twee-qubit operaties mogelijk maakt. Op die manier kunnen alle functionaliteiten voor een deterministische en optische kwantum computer gerealiseerd worden op een monolitisch en schaalbaar platform.
|
|---|
| Description en | Quantum information science has emerged over the past decades to investigate whether new functionality and power can be gained by storing, processing and transmitting information encoded in quantum mechanical systems. The main obstacle for the practical realization of quantum information processing (QIP) is decoherence of the quantum bit (qubit) state due to interactions with its environment. As opposed to all other systems used for QIP, single photons are largely free of decoherence. While single photons can be easily manipulated to realize one-qubit logic gates, the major difficulty for optical quantum computing is in realizing deterministic two-qubit quantum gates required for universal quantum computation, because photons do not easily interact with each other. A second issue (which not only holds for photon-based QIP) is the scalability of the suggested approach in order to allow volume production, as well as realize more complex quantum circuits. In order to tackle these two major issues we will investigate erbium doped lithium niobate photonic integrated circuits (LN PICs). Such LN PICs are now available with high-index contrast and high quality, allowing dense integration and scalability. LN is moreover a good host for erbium dopants, which can mediate the interaction between photons to realize an optical two-qubit gate. As such, all functionalities for deterministic optical quantum computing could be realized on a monolithic and scalable platform.
|
|---|
| Qualifiers | - lithium niobate PICs - optical CNOT gate - quantum fotonica - quantum photonics - |
|---|
| Personal | Van Thourhout Dries, Peyskens Frédéric |
|---|
| Collaborations | |
|---|
