Informação em ótica quântica

• Processo: 22/09436-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2028
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Marcelo Martinelli
• Beneficiário: Marcelo Martinelli
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Paulo Alberto Nussenzveig
• Pesquisadores associados: Bárbara Lopes Amaral ; Luciano Soares da Cruz ; Nathália Beretta Tomazio ; Rafael Ferreira Pinto do Rego Barros
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/17009-5 - Teletransporte multicor de estados quânticos não clássicos, BP.PD; 24/18055-0 - Desenvolvimento de fontes não-gaussianas de luz não clássica para certificação de processos de teletransporte., BP.TT; 24/02882-5 - Emaranhamento entre modos transversos de um oscilador paramétrico ótico, BP.MS; + mais bolsas vinculadas 24/09109-0 - Teletransporte multicor de estados quânticos não-clássicos, BP.DD; 23/07556-6 - Desenvolvimento de fontes não-gaussianas de luz não clássica para certificação de processos de teletransporte., BP.TT; 23/04394-5 - Tomografia de estado usando cavidades, BP.IC; 23/04795-0 - Fonte laser para bombeio duplo de amplificadores paramétricos, BP.IC - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Física atômica Informação quântica Óptica quântica Amplificadores ópticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Amplificador Paramétrico | Emaranhamento | Estados comprimidos | Física Atômica | Informação Quântica | Ótica Quântica | Ótica Quântica

Resumo

Ao completar 26 anos de contribuições em ótica quântica e física atômica, o nosso grupo reuniu recursos e competências para acompanhar a área de pesquisa nas aplicações destes domínios em informação quântica e medidas extremas. Nossa presente proposta desdobra-se então entre várias linhas. Investigaremos a criação de redes quânticas de emaranhamento em variáveis contínuas, empregando processos paramétricos de mistura de quatro ondas em vapores atômicos, com aplicações em computação quântica usando estados "cluster". Desenvolveremos a capacidade de conexão entre campos de frequências distintas em mais de uma oitava usando protocolos de teletransporte para estados não clássicos do campo (permitindo a transferência de "qubits"), visando o acoplamento de linhas atômicas à faixa de telecomunicações em fibras óticas através de teletransporte incondicional. Investigaremos o comportamento de osciladores paramétricos na transição de fase do limiar de oscilação, voltando aqui aos fundamentos da ótica quântica para investigar condições-limite de operação. Seguiremos com o desenvolvimento de fontes escaláveis de estados emaranhados, usando microchips de Si ou Si$_3$N$_4$. Começaremos o desenvolvimento de aplicações de correlações de fótons em raio-X visando o uso das linhas de alta luminosidade do laboratório Sirius para implementar sistemas de alta resolução espacial, com fótons de alta energia, mas em regime mínimo de fluência para minimizar danos às amostras em análise. Por fim, investigaremos as implementações de provas de princípio de "bit commitment", ligando experimentos às investigações de questões fundamentais de informação quântica. (AU)