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Tecnologias quânticas de segunda geração

Processo: 22/00209-6
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de junho de 2023 - 31 de maio de 2028
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
Pesquisador responsável:Celso Jorge Villas-Bôas
Beneficiário:Celso Jorge Villas-Bôas
Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
Philippe Wilhelm Courteille ; Romain Pierre Marcel Bachelard
Pesquisadores associados:Adenilson José Chiquito ; Daniel Zini Rossatto ; Marcio Daldin Teodoro ; Patrícia Christina Marques Castilho ; Raul Celistrino Teixeira ; Romain Pierre Marcel Bachelard
Auxílios(s) vinculado(s):23/14831-3 - Solução de Problemas de Otimização em Computadores Quânticos de Íons Aprisionados, AP.R SPRINT
Bolsa(s) vinculada(s):24/01205-0 - Fontes de fótons individuais baseadas em materiais 2D, BP.TT
23/15110-8 - Assinaturas da localização da luz em duas dimensões, BP.IC
24/02604-5 - Processamento de informação quântica em eletrodinâmica quântica de cavidades, BP.DD
+ mais bolsas vinculadas 23/16523-4 - Átomos Frios em Cavidades Anelares, BP.PD
23/15739-3 - Algoritmos Quânticos para Resolução de Problemas Complexos e Aplicações Comerciais, BP.PD
23/10014-0 - Interação coletiva entre átomos e luz, biestabilidade e correlações quânticas mediadas por uma cavidade óptica, BP.DD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Óptica quântica  Informação quântica  Sensor quântico  Tecnologia quântica  Computação quântica 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Atom-field Interaction | quantum computing | Quantum Information | Quantum Sensor | Quantum technologies | Single Photon Source | Óptica Quântica e Informação Quântica

Resumo

Este projeto temático visa estabelecer as bases conceituais e a formação de recursos humanos necessários para o desenvolvimento de Tecnologias Quânticas de Segunda Geração, estruturando uma proposta de valor para o mercado de empresas industriais e de serviços em todo o mundo.As tecnologias quânticas de segunda geração compreendem soluções que se beneficiam diretamente de estados quânticos de luz ou matéria, como estados de superposição, estados emaranhados e ondas de matéria, para fornecer ganhos significativos em relação às chamadas "tecnologias clássicas" que não usam diretamente tais propriedades da mecânica quântica. Dado o crescente valor percebido por agências governamentais e empresas de todo o mundo sobre essas tecnologias, este projeto visa não apenas desenvolver soluções e competências na área, mas consolidar interfaces com os setores da indústria e serviços, de modo que várias empresas e instituições sejam capazes de se beneficiar do conhecimento e valor do nosso grupo, que será consolidado em Patentes, Metodologias, Parcerias com empresas Industriais e de Serviços para desenvolver tecnologias quânticas comerciais reais no e do estado de São Paulo.Na primeira etapa do nosso projeto para atingir nosso objetivo, contamos com uma equipe de pesquisadores teóricos e experimentais que atuam na área há décadas. Em particular, trabalharemos no desenvolvimento de: 1) Fontes de fótons únicos, que são os elementos-chave em vários protocolos de comunicação quântica. O sistema a ser estudado consiste em materiais 2D que podem apresentar altas taxas de repetição e que podem operar em temperaturas bem acima do zero absoluto, o que tornaria tais fontes economicamente viáveis para aplicações comerciais. 2) Também trabalharemos em sensores quânticos e metrologia usando átomos ultrafrios, como por exemplo, sensores de forças gravitacionais (gravímetro) baseados em onda de matéria interferometria: uma onda de matéria atômica ultrafria interagindo com os dois campos de luz contrapropagantes de uma cavidade óptica anelar e sujeito à gravidade realiza oscilações de Bloch, cuja frequência representa uma medida para a aceleração gravitacional. Tais dispositivos têm potencial aplicação em diferentes contextos, por exemplo, mapeamento subterrâneo e detecção de massas de carga em rodovias. 3) Por fim, também investigaremos algoritmos quânticos e simuladores quânticos para resolução de problemas complexos, como simulação de materiais, problemas de otimização em geral (roteamento de carga, facilidade de alocação de recursos, etc.) e resolução de sistemas de equações diferenciais em geral, cuja aplicação se estende a vários campos da física e da engenharia, como dinâmica de fluidos aplicada ao projeto de aeronaves, extração de petróleo, estudo de diferentes sistemas físicos, etc.Na segunda etapa buscamos integrar nossas soluções e competências tanto aos provedores de soluções industriais quanto às empresas de serviços já estabelecidas por meio de: (a) depósito de patentes e pedidos relacionados à implementação desses conceitos básicos e, principalmente, de sua implementação prática com base em materiais e técnicas já disponíveis para replicar as soluções em grande escala, (b) proteger esses IPs em acordos com essas empresas garantindo a canalização e inserção estratégica de mercado com base nas soluções testadas em cenários de casos reais e (c) estabelecer um ambiente profissional e plataforma para a adesão de investidores privados, garantindo o valor para empresas brasileiras diretamente ligadas a este projeto, além de outras para multiplicar os resultados em produtos e serviços. suporte e outros específicos para aplicações derivadas deste projeto na forma de valor-companhia e iniciativas. (AU)

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