Controle Coerente de Movimento Coletivo com Íons de Rydberg

• Processo: 25/05047-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: André Cidrim Santos
• Beneficiário: Vinícius Tinano Pieve
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/06449-9 - Controle quântico de íons de Rydberg aprisionados, AP.GR
• Assunto(s): Computação quântica Fônons Íons aprisionados Interação luz-matéria
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: computação quântica | Fônons | Interação dipolo-dipolo | Íons aprisionados | Interação Luz-Matéria

Resumo

Este projeto de doutorado investiga o controle coerente do movimento coletivo em sistemas de íons aprisionados com excitações de Rydberg, explorando a grande polarizabilidade desses estados. Um dos objetivos centrais é a implementação de operações quânticas, tanto de um quanto de múltiplos qubits, com alta fidelidade, focando-se na escalabilidade. A modelagem teórica apresenta desafios devido à necessidade de operações rápidas que superem os curtos tempos de vida dos estados de Rydberg, o que pode invalidar aproximações comumente utilizadas (como a aproximação da onda girante). Como consequência, torna-se necessário buscar alternativas para resolver a dinâmica dos hamiltonianos dependentes do tempo. A combinação entre fortes interações dipolo-dipolo, responsáveis pelas operações rápidas, e o controle do movimento coletivo para alcançar alta fidelidade, introduz complexidades adicionais à medida que o sistema é escalado, devido à crescente complexidade da estrutura dos modos coletivos. O projeto também prevê a comparação com resultados experimentais, buscando identificar regimes de parâmetros compatíveis com a computação quântica tolerante a falhas.