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Proyectos de investigación

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Control de formaciones de átomos ultrafríos: una nueva plataforma para las tecnologías cuánticas

XIX Concurso Nacional para la adjudicación de Ayudas a la Investigación en Ciencias de la Vida y de la Materia

Grafeno, átomos, clusters y nanopartículas metálicas. Fundamentos y aplicaciones

Investigador Principal: Leticia Tarruell Pellegrin

Centro de investigación o Institución: Instituto de Ciencias Fotónicas, ICFO. Barcelona

Sinopsis

Las interfaces cuánticas luz-materia constituyen una plataforma ideal para tecnologías cuánticas, con aplicaciones tales como memorias cuánticas para las comunicaciones cuánticas, puertas fotón-fotón para el procesamiento de información cuántica y relojes atómicos para la metrología. El objetivo de este proyecto es mejorar estas interfaces utilizando efectos cooperativos en la interacción luz-materia, que aparecen cuando los emisores se sitúan a distancias inferiores a la longitud de onda de la luz. Nuestro equipo interdisciplinario teórico-experimental está estudiando este problema en formaciones ordenadas de átomos ultrafríos.

El equipo experimental inició el desarrollo de un montaje experimental para la producción de dichos conjuntos atómicos ordenados. Como especie atómica elegimos el estroncio debido a sus favorables propiedades ópticas. Diseñamos y ensamblamos un sistema de ultra-alto vacío, y construimos un sistema láser para enfriar y manipular átomos de estroncio. Este último incluye láseres de dos longitudes de onda diferentes y ya ha sido puesto en funcionamiento. Además, construimos un horno atómico para la producción de un haz colimado de átomos de estroncio y estabilizamos sobre él la frecuencia de los láseres mediante espectroscopía de absorción. Este trabajo permitirá la producción de gases de estroncio ultrafríos durante 2020.

El equipo teórico está desarrollando protocolos para óptica no-lineal de fotones únicos, basados en la combinación de formaciones atómicas bidimensionales y transparencia inducida electromagnéticamente con estados de Rydberg. Su objetivo es desarrollar una propuesta de puerta fotón-fotón cuyos errores sean inferiores a los de los mejores protocolos conocidos. Asimismo, el equipo ha escrito un artículo sobre la realización de estados fotónicos de borde topológicamente robustos en formaciones atómicas acopladas a estructuras nanofotónicas (aceptado por PRL, en espera de publicación), y ha publicado un artículo que analiza las condiciones necesarias para realizar estados subradiantes en formaciones de átomos que posean estructura hiperfina (A. Asenjo-Garcia et al., PNAS 116, 25503 (2019)).

 

Producción Científica
 
Artículos generados en Revistas 1
Comunicaciones en Congresos Nacionales -
Comunicaciones en Congresos Internacionales 4

 

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