Geração de redes de estados emaranhados por meios atômicos

• Processo: 21/14614-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2022
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Marcelo Martinelli
• Beneficiário: Théo Louzada Meireles
• 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
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/10866-2 - Aprimoramento de sensores de vapor atômico por luz comprimida, BE.EP.DD
• Assunto(s): Informação quântica Física atômica Óptica quântica Emaranhamento quântico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Amplificação Paramétrica Ótica | estados cluster | Física Atômica | Ótica Quântica | Informação Quântica

Resumo

Estados com múltiplos modos emaranhados em variáveis contínuas possuem aplicações tanto em sistemas metrológicos quanto sistemas de processamento quântico de informação. Neste projeto propomos empregar a amplificação paramétrica, obtida pela mistura de quatro ondas em vapores atômicos, como recurso para geração de redes de estados emaranhados. Este processo, realizado em células de vapor, mostrou-se ser uma fonte robusta de estados não-clássicos da luz. Recentes estudos mostraram que múltiplos modos espaciais do campo podem ser simultaneamente emaranhados neste sistema. No entanto, tais modos sofrem com a limitação do número de sistemas emaranhados que podem ser criados por conta das condições restritivas de casamento de fase. Além disso, estes múltiplos modos precisam ser endereçados com sistemas individuais de medida, limitando a praticidade de sua caracterização e emprego. No nosso caso, vamos excitar diferentes modos longitudinais do campo através da superposição coerente de feixes de bombeio de frequências diferentes. A geração de múltiplos campos emaranhados em diferentes frequências, dentro da largura de banda do amplificador, pode ser medida diretamente empregando técnicas específicas de homodinagem sensíveis a múltiplos campos. Esta análise irá contar com o envolvimento de diferentes grupos. A amplificação paramétrica vem sendo estudada por nós em colaboração com o Prof. Alberto Marino (U. Oklahoma). Estados emaranhados em rede, visando a eventual produção de estados ``cluster'', é tema de colaboração com o grupo do Prof. Olivier Pfister (U. Virginia). O estudo de múltiplas bandas com sistemas de deteção homodina e auto-homodina é tema de discussão com o Prof. Avi Pe'er (U. Bar-Ilan). (AU)