Početak projekta: 1.10.2025.

Razne primjene kvantne teorije, poput kvantne kriptografije na velikim udaljenostima i međusobnog povezivanja kvantnih računala, zahtijevaju distribuciju kvantnih resursa, kao što je kvantno sprezanje. Povezani gubici u optičkim vlaknima diktiraju potrebu za kvantnim repetitorima te, u sklopu istih, kvantnim memorijama. Predloženi su različiti protokoli za kvantne memorije, ali postojeće realizacije nisu uspjele povezati sva sljedeća željena svojstva u jedinstvenom sustavu: visoku učinkovitost, dugo vrijeme koherencije, očitavanje na zahtjev i kompatibilnost s C-pojasom telekomunikacija. U QOMPFOQM-u ćemo raditi na optimizaciji određenog optomehaničkog sustava, šupljine s membranom u sredini (eng. membrane-in-the-middle, MIM), s idejom da on posluži kao platforma memorije za pojedinačne fotone (eng. single photons, SP) koja je agnostička s obzirom na valnu duljinu. Iskorištavanjem optomehanički inducirane transparentnosti za pohranjivanje SP-ova u vibracijskom modu ultrakoherentnog membranskog rezonatora, platforma se može upotrijebiti u kombinaciji s odgovarajućim izvorom SP-ova kako bi se ispunili svi gore navedeni zahtjevi. Testirat ćemo sustav optičkim pulsevima, postižući rekordna vremena pohranjivanja i učinkovitost među optomehaničkim memorijama. Paralelno ćemo raditi na izvoru tzv. najavljenih SP-ova za pohranjivanje, temeljenom na spontanoj parametarskoj pretvorbi na dolje, rezonantno pojačanoj optičkim parametarskim oscilatorom (OPO). Nakon QOMPFOQM-a, planiramo koristiti MIM zajedno s OPO-om. Očekivane korelacije između dva generirana SP-a izmjerene nakon pohranjivanja jednoga od njih svjedočit će o korisnosti MIM postava kao kvantne memorije. Gledajući dalje, platforma se može koristiti za pohranjivanje polarizacijskih kubita generiranih od SP-ova na zahtjev iz poluvodičkih kvantnih točaka, gurajući stanje u polju kvantnih mreža prema praktičnim primjenama.