Óptica quântica e não-linear com feixes de luz estruturada

• Processo: 25/11919-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Rafael Ferreira Pinto do Rego Barros
• Beneficiário: Henrique Vieira dos Santos Guerra
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 24/08450-0 - StruQT - Luz estruturada para tecnologias quânticas, AP.QUTIA.JP
• Assunto(s): Informação quântica Luz estruturada Óptica quântica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Informação Quântica | Luz estruturada | Óptica Quântica | quantum control | quantum key distribution | Óptica Quântica

Resumo

A interação não-linear entre feixes de luz é um mecanismo muito explorado no contexto das tecnologias quânticas. Por exemplo, pares de fótons emaranhados são produzidos através da conversão paramétrica descendente, enquanto a detecção de fótons únicos é auxiliada pela geração de soma de frequências. Tais processos não-lineares, no entanto, são sujeitos a vínculos estabelecidos pelo casamento de fases no meio não linear, cujo controle requer a engenharia do meio não-linear através da inversão periódica de domínios ferroelétricos. Neste projeto, nós propomos uma nova maneira de controlar interações não-lineares de segunda ordem sem a inversão de domínios. Nossa proposta consiste em substituir a inversão de domínios pela estruturação espacial e temporal dos feixes interagentes. Em particular, utilizaremos esta conexão entre a inversão de domínio e a estrutura espacial dos feixes como um recurso para controlar o estado quântico gerado na conversão paramétrica descendente, na tentativa de gerar estados emaranhados em polarização e frequência de maneira simplificada. (AU)