Metrologia quântica estroboscópica

Resumo

Décadas recentes presenciaram uma revolução no controle experimental de sistemas quânticos coerentes. Uma das principais potencial aplicações que esta fronteira abre é no campo de metrologia e sensores, com exemplos que vão de magnetometria a termometria. Este projeto está centrado na idea de metrologia estroboscópica em sistemas sob a ação de medições contínuas. Sensores já usam, com frequência, o monitoramento estroboscópico. Ou seja, medidas são realizadas continuamente, de tal forma a fornecer uma série temporal, cuja estatística é usada para estimar a grandeza em questão. No entanto, os protocolos existentes não levam em conta o fato de que os dados da série temporal são correlacionados. A informação adicional contida nestas correlações pode ser utilizada para desenhar protocolos metrológicos, fornecendo uma melhora significativa na sensibilidade. Este projeto busca contribuir quantitativamente para este objetivo. Combinando as ferramentas de sistemas quânticos abertos com simulações estocásticas e teoria de estimação, técnicas que já vem sendo desenvolvidas há vários anos no grupo do Prof. Landi, nós propomos aqui construir um ferramental para explorar metrologia estroboscópica em sistemas quânticos coerentes. Como uma aplicação, nós planejamos realizar um estudo detalhado de termometria quântica em micro-dispositivos acoplados a guias de onda unidimensionais. As contribuições deste projeto serão, portanto, tanto fundamentais quanto aplicadas. Além disso, o ferramental que o estudante irá desenvolver servirá como o ponto de partida para uma ampla variedade de pesquisas futuras dentro do nosso grupo. (AU)