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Informação quântica com átomos frios

Processo: 07/54143-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2007
Vigência (Término): 31 de agosto de 2010
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
Pesquisador responsável:Marcelo Martinelli
Beneficiário:Laércio Benedito de Sousa Júnior
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Computação quântica   Bit quântico   Átomos frios   Informação quântica

Resumo

Estudaremos fundamentos de informação quântica, envolvendo por um lado a manipulação de bits quânticos, empregando para isso os estados vibracionais de átomos frios de rubídio carregados em um potencial periódico formado por uma rede ótica, e por outro o emaranhamento entre átomos e campos, observado em transições tipo $\Lambda$ ou em mistura de quatro ondas. No primeiro caso, partindo de uma nuvem de átomos frios de rubídio, carregaremos um potencial periódico formado por dois feixes laser contrapropagantes, longe da ressonância da linha de transição $D_2$. Com isso, teremos os átomos carregados em uma rede, em diferentes níveis vibracionais. Os "qubits" podem ser inicializados reduzindo o potencial a um único estado aprisionado, e retornando a rede a um estado de dois (ou mais) níveis de aprisionamento. Deslocando a rede ou controlando a intensidade, podemos manipular o estado inicial $|0\rangle$, manipulando bits quânticos e estudando os processos de decoerência neste sistema. No segundo, partindo da nuvem de átomos frios, empregamos dois feixes laser explorando diferentes configurações. Investigaremos a existência de emaranhamento entre os feixes de prova e bombeio em uma transição fechada de transparência induzida (EIT ou Hanle-EIT). Valores extremamente altos de correlação foram obtidos em mistura de quatro ondas, e a verificação de emaranhamento em tais sistemas os torna candidatos promissores para aplicações em criptografia e teletransporte de informação quântica. (AU)