Fenômenos ópticos em eletrodinâmica quântica de cavidades e suas aplicações: a caminho da computação quântica

Resumo

Os campos emergentes da computação e ciência da informação quânticas tem exigido esforços consideráveis no desenvolvimento de novos conceitos e ferramentas para o controle de aplicações de fenômenos quânticos, articularmente no âmbito de partículas individuais. Comunicação e processamento de informação podem ser radicalmente transformados pela manipulação de aspectos fundamentais da mecânica quântica. Dentre as promissoras formas de tecnologia quântica temos a criptografia quântica de sistemas ópticos e computação utilizando fótons para operações lógicas. Em física óptica, eletrodinâmica quântica em cavidades fornece condições ideais para estabelecer a interação entre partículas individuais de matéria e luz. O controle mútuo de feixes ópticos com fótons individuais é uma tarefa desafiadora e possui inúmeras aplicações interessantes nas áreas de óptica não linear e ciência da informação quântica. Tal controle pode ser obtido unicamente através de interações fortemente não lineares como as baseadas no fenômeno de transparência eletromagneticamente induzida. O objetivo de nosso projeto é explorar teoricamente este fenômeno em eletrodinâmica quântica de cavidades buscando um entendimento mais aprofundado sobre os aspectos básicos da mecânica quântica para o desenvolvimento e melhoria de dispositivos quânticos tais como memórias quânticas, transistores quanto-ópticos e detectores de fótons individuais, os quais podem ser peças fundamentais para o advento de computadores quânticos.