Student: Hudák Ivan
Školitel: Mgr. Michal Hejduk, Ph.D.
Konzultant: RNDr. Petr Dohnal, Ph.D.
Stav práce: zadaná
Anotace:
V pasti zachycené ionty stojí za pokroky v optických atomových hodinách, kvantové metrologii a kvantovém výpočtu z posledních let. Integrace kvantového systému zachycených iontů s fotonickými zařízeními, zejména prostřednictvím silné kolektivní vazby uvnitř optického rezonátoru, má potenciál umožnit efektivní provázání prostorově oddělených pastí. Takový pokrok je zásadní pro vývoj distribuovaných kvantových výpočtů a kvantových síťových systémů. Nahrazení zachycených iontů zachycenými elektrony by mohlo dramaticky zvýšit efektivitu kvantových sítí. Avšak výzva efektivně připravit a přečíst stav uvězněných elektronů nebyla dosud překonána. Projekt navrhuje řešení tohoto problému spojením laserem chlazených iontů se zachycenými elektrony. V rámci práce se bude prozkoumávat integrace fotonického zařízení založeného na vláknech s pastmi pro ionty a elektrony a budou se studovat mechanismy řízení kvantových systémů sestávajících z iontů a elektronů.
Zásady pro vypracování
1. Provést komplexní rešerši literatury o fotonických kvantových technologiích a jejich aplikacích v kvantové metrologii a výpočetní technice.
2. Navrhnout a vyvinout fotonické zařízení založené na vláknech, integrované s pastmi pro ionty a elektrony.
3. Prozkoumat a otestovat mechanismy pro kvantové řízení provázaného systému iontů a elektronů.
4. Predikce výstupů experimentů, sběr a analýza dat pomocí pokročilých výpočetních metod.
Seznam odborné literatury
1. Moody, G. et al. 2022 Roadmap on integrated quantum photonics. J. Phys. Photonics 4, 012501 (2022).
2. Takahashi, H., Kassa, E., Christoforou, C. & Keller, M. Strong Coupling of a Single Ion to an Optical Cavity. Phys. Rev. Lett. 124, 013602 (2020).
3. Christoforou, C., Pignot, C., Kassa, E., Takahashi, H. & Keller, M. Enhanced ion–cavity coupling through cavity cooling in the strong coupling regime. Sci Rep 10, 15693 (2020).
4. Crimin, F., Garraway, B. M. & Verdú, J. The quantum theory of the Penning trap. J. Mod. Opt. 65, 427–440 (2018).
5. Další podle doporučení školitele.