Estudo de feedback e medidas quânticas contínuas: informação quântica, termodinâmica e física de muitos-corpos

• Processo: 24/20892-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Diogo de Oliveira Soares Pinto
• Beneficiário: Guilherme de Sousa
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Informação quântica Termodinâmica quântica Sistemas quânticos abertos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: física de muitos-corpos | Informação Quântica | Medidas quânticas | Termodinamica quântica | sistemas quânticos abertos

Resumo

Este projeto de pesquisa tem como objetivo a colaboração de um bolsista de Pós-Doutorado com diversos pesquisadores na grande área de sistemas quânticos abertos, com foco em medias quânticas, informação quântica, termodinâmica e física de muitos-corpos. As medidas quânticas são um dos pilares da mecânica quântica moderna pois é a maneira como interagimos e obtemos informações sobre sistemas físicos no laboratório. Por exemplo, utilizamos medições para checar se o sistema foi preparado no estado correto e para obter o resultado de um algoritmo de computação quântica. Entretanto, as medidas causam uma perturbação no estado quântico e induzem decoerência. Para contornar esse problema podemos utilizar medidas fracas, que causam um menor disturbio no estado do sistema. Recentemente, muito interesse foi dado para medidas contínuas e feedback quântico, onde é possível modificar a evolução de um sistema quântico com base em informações coletadas em tempo real. Nesse contexto, o objetivo do projeto é aplicar a teoria de medidas fracas e contínuas para estudar tecnologias quânticas. Nosso foco é desenvolver o ferramental teórico de medidas quânticas e aplicar em diversas áreas: sistemas de informação quântica, termodinâmica quânticas, física de muitos-corpos, e na verificação de tais resultados utilizando plataformas experimentais como centros de vacância de nitrogênio, pinças ópticas e gases quânticos. Esperamos que esse projeto seja capaz de criar conexões entre diversas áreas do estudo de sistemas quânticos abertos, além de mecanismos para o desenvolvimento de novas tecnologias quânticas.