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Método de estimação de parâmetros quânticos aplicado na interferência de estados comprimidos com ruído

Processo: 22/13635-3
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Data de Início da vigência: 03 de abril de 2023
Data de Término da vigência: 31 de março de 2024
Área de conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física
Pesquisador responsável:Valery Shchesnovich
Beneficiário:Matheus Eiji Ohno Bezerra
Supervisor: Rafal Demkowicz-Dobrzanski
Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Santo André , SP, Brasil
Instituição Anfitriã: University of Warsaw, Polônia  
Vinculado à bolsa:21/03251-0 - Teoria de distinguibilidade e o Gaussian Boson Sampling, BP.DR
Assunto(s):Óptica quântica   Interferência quântica   Estimação de parâmetros   Ruído quântico
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Gaussian Boson Sampling | Quantum interference | Quantum parameter estimation | Óptica quântica

Resumo

O Boson Sampling (BS) é um esquema que consiste em injetar fótons únicos em um interferômetro linear com posterior amostragem na saída, o que representa um problema de alta complexidade para computadores clássicos. Entretanto sua realização experimental enfrenta dificuldades, dentre elas o fato de ser necessário ter um grande número de fótons únicos indistinguíveis e a geração de exatamente um único fóton em cada modo de entrada desejado ser experimentalmente difícil. Desta forma, foi proposto o chamado Gaussian Boson Sampling (GBS), diferenciando-se do BS convencional por utilizar estados gaussianos (por exemplo, estados comprimidos) em vez de fótons únicos. No entanto, os efeitos da distinguibilidade e perda de fótons também afetam o GBS de tal forma que são fontes de ruído que devem ser consideradas em um modelo realista. O método de estimação de parâmetros quânticos é uma ferramenta que vem sendo explorado recentemente em diferentes problemas de computação quântica e metrologia. Este método consiste em estimar um parâmetro que está codificado em um estado e em seguida realizar algumas medições. No contexto de interferência fotônica, a estimativa de fase é um objetivo recorrente, incluindo cenários com ruído (especialmente as perdas de fótons). Ao contrário do BS original, a interferência no GBS depende tanto das fases dos estados quanto do interferômetro, o que indica uma alta sensibilidade às fases. Portanto, a estimação de parâmetros quânticos pode ser um formalismo útil para este problema, considerando a fase como nosso parâmetro de interesse e a distinguibilidade e perdas de fótons como fontes de ruído. (AU)

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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)
BEZERRA, MATHEUS EIJI OHNO; ALBARELLI, FRANCESCO; DEMKOWICZ-DOBRZANSKI, RAFAL. Simultaneous optical phase and loss estimation revisited: measurement and probe incompatibility. Journal of Physics A-Mathematical and Theoretical, v. 58, n. 26, p. 35-pg., . (22/13635-3)