Travamento de lasers em referência de frequência ultra-estável

• Processo: 25/18987-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Amilson Rogelso Fritsch
• Beneficiário: Iago Ferreira de Morais
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 24/08433-8 - Construção de uma armadilha de íons para computação quântica e medidas de precisão, AP.QUTIA.JP
• Assunto(s): Computação quântica Íons aprisionados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: computação quântica | estabilizacao de lasers | Íons aprisionados | Computação quântica com íons aprisionados

Resumo

O recente avanço das tecnologias quânticas evidenciou a diversidade de aplicações envolvendoátomos neutros, íons e moléculas. Em todos esses casos, o uso de lasers é essencial, seja parao resfriamento dos átomos, ou para a manipulação de seus estados quânticos, o que torna suaaplicação cada vez mais ampla. Devido à grande complexidade envolvida nesses experimentos,os lasers precisam ser estabilizados em frequência e potência, não apenas para proporcionarmaior reprodutibilidade, mas também para viabilizar estudos que seriam inacessíveis sem talestabilização. Para o travamento em frequência, é necessário uma fonte confiável de referência, cuja complexidade depende da largura de linha requerida, sendo tipicamente obtida pormeio de transições atômicas em células de vapor ou de cavidades Fabry-Perot. As transiçõesempregadas em computação quântica - tema principal no qual este projeto se insere - sãoextremamente estreitas e permitem a criação de qubits ópticos e memórias quânticas. Nesse contexto,o travamento em frequência dos lasers em cavidades Fabry-Pérot de alta finesse e grande estabilidade é imprescindível. Neste projeto, será realizada a estabilização de um laser em umacavidade ultraestável de alta finesse, que servirá como referência para o travamento de um pentede frequência (frequency comb). Esse equipamento permitirá transferir a estabilidade do laserprincipal para diversos outros, em especial para o comprimento de onda de 674 nm, empregadona implementação de qubits ópticos em nossos experimentos com íons aprisionados. (AU)