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Produzindo `ladder states´ de luz usando átomos quentes

Processo: 19/12840-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2019
Vigência (Término): 30 de abril de 2022
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Marcelo Martinelli
Beneficiário:Raul Leonardo Rincon Celis
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/18834-0 - Explorando informação quântica com átomos, cristais e chips, AP.TEM
Assunto(s):Informação quântica   Átomos   Emaranhamento quântico   Estados de cluster de partículas   Física atômica

Resumo

Pela amplificação paramétrica temos a geração direta de emaranhamento com a criação de pares de fótons em dois campos distintos a partir da aniquilação de fótons do campo de bombeio. Para este processo ocorrer com grande eficiência, podemos usar um vapor oticamente denso de átomos e aproveitar o elevado valor da susceptibilidade de terceira ordem próximo a ressonâncias atômica.Nossa proposta visa partir de um vapor de átomos de rubídio bombeado por dois campos de frequências próximas para acoplar múltiplos modos do campo eletromagnético, gerando um emaranhamento em rede. Este tipo de estrutura de emaranhamento permite a realização de processamento quântico de informação usando os estados "cluster". A criação deste "cluster" em um estado de escada ("ladder state") na presente proposta tem a vantagem de aceso a múltiplos campos, empregando as técnicas de homodinagem e auto-homodinagem dominadas pelo nosso laboratório, permitindo a rápida deteção da estrutura de modos gerados pelo sistema. O processamento pode se aproveitar ainda de múltiplas amplificações subsequentes, em uma cadeia de processamento de informação em variáveis contínuas do campo eletromagnético.Esta proposta surge como uma alternativa simples de análise, em domínio de rádio-frequência, dos estados gerados com frequências separadas no domínio ótico por grupos na Univ. de Virgina (O. Pfister) e no Lab. Kastler-Brossel, em Paris (C. Fabre e N. Treps), empregando a amplificação paramétrica desenvolvida por A. Marino (agora na U. Oklahoma), com os quais mantemos colaborações em andamento, e as técnicas de medida de propostas por Avi Pe'er (Univ. Bar Ilan, Israel), com o qual iremos propor uma cooperação. (AU)