Quantum filters for engineering optical quantum states and operations
Project goals
Preparation and controlled manipulation of nonclassical states of light represents a key tool for the rapidly developing quantum technologies. Since the class of experimentally available deterministic quantum operations on light is limited to Gaussian operations, it is extremely fruitful to consider also probabilistic operations such as conditioning on detection of a single photon. With the advent of highly efficient superconducting single-photon detectors it becomes very timely and promising to consider also conditional quantum operations that involve projection onto vacuum state. Here we therefore propose to thoroughly experimentally investigate optical quantum filters based on projection onto vacuum and test them in important applications such as a new scheme for heralded noiseless quantum amplifier or interconversion between different types of photonic qubits. Our experiments will be performed in pulsed regime, and will combine parametric downconversion, optical interference, conditioning on clicks or no-clicks of single-photon detectors, homodyne detection, and feedforward.
Keywords
quantum opticsquantum filtersphoton additionphoton subtractionquantum amplifiersnoiseless attenuationphotodetection
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202100005
Main participants
Univerzita Palackého v Olomouci / Přírodovědecká fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
21-23120S
Alternative language
Project name in Czech
Kvantové filtry pro přípravu optických kvantových stavů a operací
Annotation in Czech
Příprava a kontrolovaná manipulace neklasických stavů světla představuje klíčový nástroj pro rychle se rozvíjející kvantové technologie. Experimentálně dostupné deterministické kvantové operace na světle jsou však omezené na Gaussovské operace a je proto nezbytné využívat rovněž pravděpodobnostní operace, jako je podmiňování na detekci jednoho fotonu. S nástupem vysoce účinných supravodivých jednofotonových detektorů se jako velmi slibné jeví zkoumat i kvantové operace, které využívají projekci na vakuový stav. Předložený projekt je proto zaměřený na experimentální studium optických kvantových filtrů, které zahrnují projekci na vakuum. Tyto podmíněné kvantové operace budou testované v důležitých aplikacích jako je nové schéma pro bezšumový kvantový zesilovač nebo konverze mezi různými typy fotonických kvantových bitů. Experimenty budou realizované v pulzním režimu a budou kombinovat sestupnou parametrickou frekvenční konverzi, optickou interferenci, podmiňování na přítomnost či absenci fotonů detekovaných jednofotonovými detektory, homodynní detekci a dopřednou elektrooptickou vazbu.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2021
Realization period - end
Dec 31, 2023
Project status
—
Latest support payment
Mar 6, 2023
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP24-GA0-GA-R
Data delivery date
May 21, 2024
Finance
Total approved costs
9,390 thou. CZK
Public financial support
9,000 thou. CZK
Other public sources
390 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
9 390 CZK thou.
Public support
9 000 CZK thou.
95%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Optics (including laser optics and quantum optics)
Solution period
01. 01. 2021 - 31. 12. 2023