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Explorando informação quântica com átomos, cristais e chips

Processo: 15/18834-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de fevereiro de 2016 - 31 de janeiro de 2021
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
Auxílios(s) vinculado(s):16/50468-7 - Nanophotonics for quantum computing and precision measurements, AP.R
Bolsa(s) vinculada(s):19/12840-0 - Produzindo `ladder states´ de luz usando átomos quentes, BP.DR
19/17029-8 - Teletransporte quântico usando modos de bandas laterais: fundamentos de ótica quântica e de informação quântica, BP.IC
18/03155-9 - Implementação da tecnologia de mistura de quatro ondas em redes de emaranhamento, magnetometria e para explorar a termodinâmica quântica, BP.PD
+ mais bolsas vinculadas 17/27096-9 - Convertendo estados quânticos do campo para a banda c de telecomunicações pelo teletransporte, BP.MS
17/27216-4 - Investigando o comportamento quântico do campo no limiar do oscilador paramétrico ótico, BP.DR
16/04110-3 - Gerando emaranhamento entre átomos e microcavidades, BP.IC
14/27223-2 - Controle de informação quântica com variáveis contínuas de feixes de luz, BP.PD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Teletransporte  Fotônica  Informação quântica  Emaranhamento quântico  Óptica quântica  Osciladores paramétricos ópticos 

Resumo

Estudos de informação quântica com variáveis discretas ou contínuas do campo eletromagnético implicam na geração e manipulação de estados quânticos da luz, além de seu armazenamento em interfaces materiais, permitindo eventualmente o processamento de informação usando os princípios da mecânica quântica. O objetivo final é ganho de eficiência de processamento, resolvendo problemas matematicamente intratáveis por manipulação clássica da informação. Propomos a continuidade de nossos trabalhos envolvendo a geração sintonizável de luz emaranhada em diferentes faixas do espectro eletromagnético através de osciladores paramétricos óticos baseados em cristais, e sua aplicação em interfaces entre átomos e chips de silício (Si) ou nitreto de silício (SiN). Meios atômicos permitem o armazenamento de informação, enquanto novas técnicas empregando osciladores paramétricos integráveis em circuitos óticos construídos com técnicas litográficas permitem escalabilidade em sistemas quânticos. Visamos assim a integração de diferentes funcionalidades para a realização de operações lógicas de forma escalável em nível quântico. Contamos para isso com nossa experiência em geração de estados emaranhados da luz, e manipulação de meios atômicos. Estamos expandindo nossas instalações visando a manipulação destes estados em chips de silício produzidos em colaboração com grupos no exterior (M. Lipson e A. Gaeta, U. Cornell), ao mesmo tempo que analisamos novas fontes de luz através de processo de mistura de quatro ondas em meios atômicos, em colaboração com A. Marino (U. Oklahoma), e a análise de estados cluster em colaboração com N. Treps (LKB/ENS) e O. Pfister (U. Virginia). (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Pesquisas em sistemas ópticos e informação quântica podem aumentar a eficiência na computação 
Pós-doutorado em Informação Quântica com bolsa da FAPESP 
Experimento obtém emaranhamento de seis ondas luminosas com um único laser 
Efeito quântico possibilita codificar mais informações em microchip  
Lançando Luz sobre a Mecânica Quântica 
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias (4 total):
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Tecnologia permite usar luz para transmitir informação em sistema quântico 
Tecnologia permite usar luz para transmitir informação em sistema quântico 
Pesquisas em sistemas ópticos e informação quântica podem aumentar a eficiência na computação 
Tecnologia permite usar luz para transmitir informação em sistema quântico 

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
RINCON CELIS, R. L.; MARTINELLI, M. Reducing the phase noise in diode lasers. OPTICS LETTERS, v. 44, n. 13, p. 3394-3397, JUL 1 2019. Citações Web of Science: 0.

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