O caminho para a internet quântica: construindo fontes eficientes de luz quântica via efeito Raman

• Processo: 21/06774-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Vigência: 01 de janeiro de 2022 - 31 de dezembro de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Convênio/Acordo: MCTI/MC
• Pesquisador responsável: Gabriel Horacio Aguilar
• Beneficiário: Gabriel Horacio Aguilar
• Instituição Sede: Instituto de Física. Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Ministério da Educação (Brasil)
• Pesquisadores associados: Benjamin Fragneaud ; Marcelo Paleologo Elefteriadis de Franca Santos
• Assunto(s): Mecânica quântica Óptica quântica Comunicação quântica Informação quântica Emaranhamento quântico Efeito Raman
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: comunicação quântica | efeito Raman | Emaranhamento Quântico | Informação Quântica | Mecânica Quântica | Ótica Quântica | Ótica e Informação Quântica

Resumo

A Física Quântica é uma das teorias de maior sucesso na história da humanidade. Suas previsões teóricas de novos fenômenos em escala microscópica concordam extremamente bem com os resultados experimentais. Isto levou à criação de inúmeras aplicações tecnológicas de grande impacto na sociedade. As primeiras tecnologias quânticas surgiram em meados do século 20, quando dispositivos baseados na Física Quântica, como o laser e o transistor, entraram na tecnologia dominante. Atualmente, estamos no início de uma nova era de tecnologias quânticas. Dois dos exemplos mais paradigmáticos são os sistemas de criptografia quântica e a internet quântica, que se destinam a garantir uma comunicação segura entre os usuários. Um dos principais desafios para o bom funcionamento dessas tecnologias é a criação de fontes eficientes de fótons individuais e de pares de fótons emaranhados. Existem atualmente várias plataformas disponíveis para implementar essas fontes, porém nenhuma delas ainda é satisfatória. Resultados muito recentes mostram que fótons emergentes do espalhamento Raman podem ser utilizados para este fim. Neste projeto, investigaremos experimentalmente o uso de processos Raman para criar fontes de fótons simples e emaranhados. Dado que fótons Raman foram observados em materiais simples como álcool ou água destilada, a produção massiva de fontes de fótons poderia ser extremamente barata. Além disso, as amostras onde o efeito Raman ocorre serão colocadas dentro de cavidades ópticas ressonantes, cuja otimização promete melhorar o brilho do efeito Raman via o efeito Purcell. Esperamos obter fontes de luz quântica compatíveis com futuros repetidores quânticos e internet quântica global. (AU)