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). Ministério da Educação (Brasil). 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)