Dettagli Progetti e Finanziamenti

Short-range optical Quantum Connections

ShoQC

Finanziamento del: CNR e CE ERA-NET QuantERA  
Calls: ERA-NET QuantERA
Data inizio: 2019-12-16  Data fine: 2022-12-15
Budget totale: EUR 1.500.000,00  Quota INO del budget totale: EUR 166.291,66
Responsabile scientifico: Peter van Loock    Responsabile scientifico per INO: Bellini Marco

Principale Organizzazione/Istituzione/Azienda assegnataria: Universität Mainz (UM)

altre Organizzazione/Istituzione/Azienda coinvolte:
Max Planck Institute for the Science of Light (MPL)
Sorbonne Université (SU)
Technical University of Denmark (DTU)
Université libre de Bruxelles (ULB)
Univerzita Palackeho v Olomouci (UP)

altro personale INO coinvolto:
Biagi Nicola
Francesconi Saverio
Zavatta Alessandro


Abstract: Il progetto riguarda la possibilità di collegare dispositivi quantistici eterogenei in una stanza, un edificio o tra edifici in un campus o in una zona limitata. La sfida è sviluppare connessioni quantistiche ottiche abbastanza versatili da collegare diverse piattaforme quantistiche fisiche e trasportare fedelmente un’ampia gamma di stati quantistici, inclusi stati gaussiani o non gaussiani, a variabili discrete o continue.
A differenza delle distanze di 1000 km o più, che prevedono l’utilizzo di ripetitori quantistici, le lunghezze dei canali considerate sono di pochi metri e non superiori a 10 km. Tuttavia, le fedeltà per la trasmissione diretta di stati fragili altamente non classici possono essere lontane dall’unità anche a distanze così brevi. In particolare, diventeranno importanti gli errori che non derivano dalle perdite di trasmissione, come quelli legati allle instabilità dovute al rumore termico o alle vibrazioni meccaniche in un edificio. Il collegamento affidabile ed efficiente di computer quantistici attraverso una futura rete locale a banda larga richiederà un alto livello di tolleranza agli errori. Pertanto, nell’implementazione dei futuri data center quantistici e delle loro interconnessioni, diventeranno cruciali connessioni quantistiche ottiche basate su una tecnologia quantistica avanzata, che comprendano il rilevamento e la correzione degli errori. In primo luogo, esploreremo i limiti fondamentali e le prestazioni delle connessioni quantistiche dirette indipendentemente dalla correzione degli errori quantistici, e basati solo sull’ingegneria ottica quantistica di modi, stati e canali. In secondo luogo, includeremo la possibilità di rilevamento di errori quantistici in relè o ripetitori a corto raggio basati su entanglement. In un terzo approccio, incorporeremo codici di correzione degli errori quantistici adattati al canale per sopprimere gli errori che si verificano in un collegamento quantistico realistico a corto raggio. Il progetto confronterà questi approcci e determinerà la migliore combinazione di ottimalità teorica e fattibilità sperimentale.

Risultati scientifici:
1) Generating Discorrelated States for Quantum Information Protocols by Coherent Multimode Photon Addition

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