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Desenvolvimento de sensores quânticos com átomos ultrafrios

Processo:13/04162-5
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Temático
Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2014
Data de Término da vigência: 30 de abril de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
Pesquisador responsável:Philippe Wilhelm Courteille
Beneficiário:Philippe Wilhelm Courteille
Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Município da Instituição Sede:São Carlos
Pesquisadores principais:
(Últimos):		Celso Jorge Villas-Bôas ; John Weiner
Pesquisadores associados:Daniel Varela Magalhães ; Vanderlei Salvador Bagnato
Auxílio(s) vinculado(s):18/22402-7 - Efeitos não lineares em eletrodinâmica quântica de cavidades de dois modos, AP.R SPRINT
18/03934-8 - Workshop on Collective Scattering of Light 2018, AR.BR
15/50422-4 - 123: dimensionality and cooperativity, AP.R SPRINT
Bolsa(s) vinculada(s):18/10813-2 - Espalhamento Quântico de Luz e Emaranhamento em Vapores Atômicos Frios, BP.PD
18/02301-1 - Um sensor dual para metrologia e gravimetria, BP.PD
17/19848-0 - Desenvolvimento de Sensores Quânticos com Átomos Ultrafrios, BP.IC
 + mais bolsas vinculadas 17/13250-6 - Assinaturas não-clássicas de muitos corpos na fluorescência de átomos frios, BP.PD
16/16598-0 - Um sensor dual para metrologia e gravimetria, BP.PD
16/23874-4 - Estudo da interação entre átomos frios e ondas de luz evanescentes, BP.PD
15/21194-3 - Interação entre átomos e metamateriais: efeito Purcell e teoria de meios efetivos, BP.PD
14/12952-9 - Monitoramento contínuo de oscilações de Bloch de átomos ultra-frios para aplicação em gravimetria, BP.PD
14/17688-8 - Desenvolvimento de um sensor de gravidade contínuo, BP.IC - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Eletrodinâmica quântica em cavidades  Átomos frios  Metrologia óptica  Interferometria  Sensor quântico 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Átomos Frios | eletrodinâmica quântica de cavidade | sensores gravitacionais | sensores quânticos

Resumo

Esta proposta visa tornar a tecnologia de sensores quânticos uma realidade. À frente da revolução quântica antecipada em aplicações comerciais, a proposta pretende criar um consórcio de pesquisa para lidar com duas vertentes de investigações específicas: (i) Análise e implementação de novas ideias para sensores quânticos baseados em átomos frios interagindo com cavidades ópticas e investigações para a primeira utilização dupla de sensores para metrologia e interferometria gravitacional com novas aplicações possíveis; (ii) demonstração de novas técnicas e estratégias para miniaturização e simplificação de sensores quânticos baseados em átomos aprisionados em nano-potenciais plasmônicos. Os sistemas realizados permitirão estudos fundamentais em novos regimes da eletrodinâmica quântica em cavidades e em ondas evanescentes. (AU)

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Publicações científicas (41)
(As publicações científicas contidas nesta página são originárias da Web of Science ou da SciELO, cujos autores mencionaram números dos processos FAPESP concedidos a Pesquisadores Responsáveis e Beneficiários, sejam ou não autores das publicações. Sua coleta é automática e realizada diretamente naquelas bases bibliométricas)
BORGES, HALYNE S.; VILLAS-BOAS, CELSO J.. Quantum PHASE gate based on electromagnetically induced transparency in optical cavities. Physical Review A, v. 94, n. 5, . (12/00176-9, 13/04162-5, 14/12740-1)
ROSSATTO, DANIEL Z.; VILLAS-BOAS, CELSO J.; SANZ, MIKEL; SOLANO, ENRIQUE. Spectral classification of coupling regimes in the quantum Rabi model. Physical Review A, v. 96, n. 1, . (13/23512-7, 13/04162-5, 14/24576-1)
ROSSATTO, D. Z.; VILLAS-BOAS, C. J.. Relaxation time for monitoring the quantumness of an intense cavity field. Physical Review A, v. 94, n. 3, . (13/23512-7, 13/04162-5)
BORGES, HALYNE S.; ROSSATTO, DANIEL Z.; LUIZ, FABRICIO S.; VILLAS-BOAS, CELSO J.. Heralded entangling quantum gate via cavity-assisted photon scattering. Physical Review A, v. 97, n. 1, . (13/23512-7, 13/04162-5, 14/12740-1)
ARRUDA, TIAGO J.; BACHELARD, ROMAIN; WEINER, JOHN; COURTEILLE, PHILIPPE W.. Tunable Fano resonances in the decay rates of a pointlike emitter near a graphene-coated nanowire. Physical Review B, v. 98, n. 24, . (14/01491-0, 15/21194-3, 13/04162-5)
ARRUDA, TIAGO J.; BACHELARD, ROMAIN; WEINER, JOHN; SLAMA, SEBASTIAN; COURTEILLE, PHILIPPE W.. Controlling photon bunching and antibunching of two quantum emitters near a core-shell sphere. Physical Review A, v. 101, n. 2, . (13/04162-5, 15/21194-3, 18/15554-5)
MAXIMO, C. E.; BACHELARD, R.; DOS SANTOS, F. E. A.; VILLAS-BOAS, C. J.. Cooperative spontaneous emission via a renormalization approach: Classical versus semiclassical effects. Physical Review A, v. 101, n. 2, . (13/04162-5, 18/01447-2, 13/07276-1, 14/01491-0, 17/13250-6)
RIVERO, D.; SILVA, C. BELI; ARMIJO, M. A. MORENO; KESSLER, H.; DA SILVA, H. F.; COMITO, G.; SHIOZAKI, R. F.; TEIXEIRA, R. C.; COURTEILLE, PH W.. igh-resolution laser spectrometer for matter wave interferometric inertial sensing with non-destructive monitoring of Bloch oscillation. APPLIED PHYSICS B-LASERS AND OPTICS, v. 128, n. 3, . (16/16598-0, 13/04162-5)
ARRUDA, TIAGO J.; BACHELARD, ROMAIN; WEINER, JOHN; SLAMA, SEBASTIAN; COURTEILLE, PHILIPPE W.. Controlling photon bunching and antibunching of two quantum emitters near a core-shell sphere. PHYSICAL REVIEW A, v. 101, n. 2, p. 15-pg., . (15/21194-3, 13/04162-5, 18/15554-5)
DIAS, P. G. S.; BISCASSI, M. A. F.; MAGNANI, P. H. N.; SHIOZAKI, R. F.; COURTEILLE, PH W.; CELISTRINO TEIXEIRA, R.. Characterization of the Collimation of an Atomic Beam with a Monochromatic Quasi-resonant Laser. Brazilian Journal of Physics, v. 51, n. 3, p. 10-pg., . (18/00221-0, 13/04162-5, 15/25146-3)
VILLAS-BOAS, C. J.; CARDOSO, W. B.; AVELAR, A. T.; XUEREB, A.; DE ALMEIDA, N. G.. Does "cooling by heating" protect quantum correlations?. QUANTUM INFORMATION PROCESSING, v. 15, n. 5, p. 12-pg., . (13/04162-5)
ARRUDA, TIAGO J.; BACHELARD, ROMAIN; WEINER, JOHN; SLAMA, SEBASTIAN; COURTEILLE, PHILIPPE W.. Fano resonances and fluorescence enhancement of a dipole emitter near a plasmonic nanoshell. PHYSICAL REVIEW A, v. 96, n. 4, p. 11-pg., . (15/21194-3, 13/04162-5, 14/01491-0)
MORIYA, P. H.; ARAUJO, M. O.; TODAO, F.; HEMMERLING, M.; KESSLER, H.; SHIOZAKI, R. F.; CELISTRINO TEIXEIRA, R.; COURTEILLE, PH W.. Comparison between 403 nm and 497 nm repumping schemes for strontium magneto-optical traps. JOURNAL OF PHYSICS COMMUNICATIONS, v. 2, n. 12, . (14/17688-8, 16/16598-0, 13/04162-5)
SOUZA, J. A.; CABRAL, L.; OLIVEIRA, R. R.; VILLAS-BOAS, C. J.. Electromagnetically-induced-transparency-related phenomena and their mechanical analogs. Physical Review A, v. 92, n. 2, . (13/01182-5, 14/07350-0, 13/04162-5, 12/00176-9)
BORGES, H. S.; OLIVEIRA, M. H.; VILLAS-BOAS, C. J.. Influence of the asymmetric excited state decay on coherent population trapping. SCIENTIFIC REPORTS, v. 7, . (13/04162-5, 14/12740-1)
OLIVEIRA, R. R.; BORGES, H. S.; SOUZA, J. A.; VILLAS-BOAS, C. J.. A multitasking device based on electromagnetically induced transparency in optical cavities. QUANTUM INFORMATION PROCESSING, v. 17, n. 11, . (13/04162-5, 15/21229-1, 12/00176-9, 14/12740-1)
DINIZ, E. C.; BORGES, H. S.; VILLAS-BOAS, C. J.. Multiple transparency windows and Fano interferences induced by dipole-dipole couplings. Physical Review A, v. 97, n. 4, . (14/12740-1, 13/04162-5)
ARRUDA, TIAGO J.; BACHELARD, ROMAIN; WEINER, JOHN; SLAMA, SEBASTIAN; COURTEILLE, PHILIPPE W.. Fano resonances and fluorescence enhancement of a dipole emitter near a plasmonic nanoshell. Physical Review A, v. 96, n. 4, . (14/01491-0, 15/21194-3, 13/04162-5)
VILLAS-BOAS, C. J.; CARDOSO, W. B.; AVELAR, A. T.; XUEREB, A.; DE ALMEIDA, N. G.. Does ``cooling by heating{''} protect quantum correlations?. QUANTUM INFORMATION PROCESSING, v. 15, n. 5, p. 2021-2032, . (13/04162-5)
DIAS, P. G. S.; BISCASSI, M. A. F.; MAGNANI, P. H. N.; SHIOZAKI, R. F.; COURTEILLE, PH W.; CELISTRINO TEIXEIRA, R.. Characterization of the Collimation of an Atomic Beam with a Monochromatic Quasi-resonant Laser. Brazilian Journal of Physics, . (13/04162-5, 15/25146-3, 18/00221-0)
TEIXEIRA, RAUL CELISTRINO. Maximum coupling efficiency to an optical resonator based on the Laguerre-Gauss decomposition of a beam. Optics Express, v. 28, n. 7, p. 9541-9551, . (13/04162-5, 18/23873-3)
BORGES, HALYNE S.; ROSSATTO, DANIEL Z.; LUIZ, FABRICIO S.; VILLAS-BOAS, CELSO J.. Heralded entangling quantum gate via cavity-assisted photon scattering. PHYSICAL REVIEW A, v. 97, n. 1, p. 10-pg., . (13/23512-7, 13/04162-5, 14/12740-1)
VILLAS-BOAS, CELSO JORGE; TOLAZZI, KARL NICOLAS; WANG, BO; IANZANO, CHRISTOPHER; REMPE, GERHARD. Continuous Generation of Quantum Light from a Single Ground-State Atom in an Optical Cavity. Physical Review Letters, v. 124, n. 9, . (13/04162-5, 18/22402-7)
COURTEILLE, PH. W.; RIVERO, D.; DE FRANCA, G. H.; PESSOA JR, C. A.; CIPRIS, A.; PORTELA, M. NUNEZ; TEIXEIRA, R. C.; SLAMA, S.. Photonic bands and normal mode splitting in optical lattices interacting with cavities. PHYSICAL REVIEW A, v. 111, n. 1, p. 18-pg., . (18/23873-3, 23/10014-0, 19/13143-0, 13/04162-5, 23/16523-4, 24/03884-1, 13/07276-1, 22/00261-8, 23/00866-0)
MENDONCA, TAYSA M.; SOUZA, ALEXANDRE M.; DE ASSIS, ROGERIO J.; DE ALMEIDA, NORTON G.; SARTHOUR, ROBERTO S.; OLIVEIRA, IVAN S.; VILLAS-BOAS, CELSO J.. Reservoir engineering for maximally efficient quantum engines. PHYSICAL REVIEW RESEARCH, v. 2, n. 4, . (19/11999-5, 13/04162-5)
FROMETA, M.; DIAS, P. G. SANTOS; MAGNANI, P. H. NANTES; MARTINS, M. DO AMARAL; HUGBART, M.; CIPRIS, A.; COURTEILLE, PH. W.; TEIXEIRA, R. CELISTRINO. Phase-contrast imaging of a dense atomic cloud. Review of Scientific Instruments, v. 96, n. 8, p. 8-pg., . (18/23873-3, 19/13143-0, 13/04162-5, 24/13462-7, 13/07276-1)
MAXIMO, C. E.; BACHELARD, R.; DOS SANTOS, F. E. A.; VILLAS-BOAS, C. J.. Cooperative spontaneous emission via a renormalization approach: Classical versus semiclassical effects. PHYSICAL REVIEW A, v. 101, n. 2, p. 8-pg., . (13/04162-5, 13/07276-1, 14/01491-0, 18/01447-2, 17/13250-6)
DINIZ, E. C.; BORGES, H. S.; VILLAS-BOAS, C. J.. Multiple transparency windows and Fano interferences induced by dipole-dipole couplings. PHYSICAL REVIEW A, v. 97, n. 4, p. 11-pg., . (13/04162-5, 14/12740-1)
DE MARTIN JUNIOR, J.; VALAPPIL, S. K. N.; MUELLER, S. T.; COURTEILLE, P. W.; BAGNATO, V. S.; MAGALHAES, D. V.; COSTAFELIX, RPB. Development of an ultrastable laser at 1550 nm. WAKE CONFERENCE 2021, v. 975, p. 5-pg., . (13/04162-5, 13/07276-1)
ARRUDA, TIAGO J.; BACHELARD, ROMAIN; WEINER, JOHN; COURTEILLE, PHILIPPE W.. Tunable Fano resonances in the decay rates of a pointlike emitter near a graphene-coated nanowire. PHYSICAL REVIEW B, v. 98, n. 24, p. 13-pg., . (15/21194-3, 13/04162-5, 14/01491-0)
BORGES, HALYNE S.; VILLAS-BOAS, CELSO J.. Quantum PHASE gate based on electromagnetically induced transparency in optical cavities. PHYSICAL REVIEW A, v. 94, n. 5, p. 7-pg., . (12/00176-9, 13/04162-5, 14/12740-1)
ROSSATTO, DANIEL Z.; VILLAS-BOAS, CELSO J.; SANZ, MIKEL; SOLANO, ENRIQUE. Spectral classification of coupling regimes in the quantum Rabi model. PHYSICAL REVIEW A, v. 96, n. 1, p. 13-pg., . (13/23512-7, 14/24576-1, 13/04162-5)
SUAREZ, ELMER; AUWAERTER, DAVID; ARRUDA, TIAGO J.; BACHELARD, ROMAIN; COURTEILLE, PHILIPPE W.; ZIMMERMANN, CLAUS; SLAMA, SEBASTIAN. Photon-antibunching in the fluorescence of statistical ensembles of emitters at an optical nanofiber-tip. NEW JOURNAL OF PHYSICS, v. 21, . (14/01491-0, 15/21194-3, 13/04162-5)
VILLAS-BOAS, CELSO J.; ROSSATTO, DANIEL Z.. Multiphoton Jaynes-Cummings Model: Arbitrary Rotations in Fock Space and Quantum Filters. Physical Review Letters, v. 122, n. 12, . (13/23512-7, 13/04162-5)
DE ASSIS, R. J.; VILLAS-BOAS, C. J.; DE ALMEIDA, N. G.. Feasible platform to study negative temperatures. JOURNAL OF PHYSICS B-ATOMIC MOLECULAR AND OPTICAL PHYSICS, v. 52, n. 6, . (13/04162-5)
COSTA, D.; DE ALMEIDA, N. G.; VILLAS-BOAS, C. J.. Secure quantum communication using classical correlated channel. QUANTUM INFORMATION PROCESSING, v. 15, n. 10, p. 4303-4311, . (12/02816-5, 12/00176-9, 13/04162-5)
DE ASSIS, R. J.; VILLAS-BOAS, C. J.; DE ALMEIDA, N. G.. Negative response with an optical cavity and traveling wave fields. Physical Review A, v. 96, n. 1, . (13/04162-5)
DINIZ, E. C.; ROSSATTO, D. Z.; VILLAS-BOAS, C. J.. Two-mode squeezing operator in circuit QED. QUANTUM INFORMATION PROCESSING, v. 17, n. 8, . (13/04162-5, 13/23512-7)
DE ASSIS, ROGERIO J.; DE MENDONCA, TAYSA M.; VILLAS-BOAS, CELSO J.; DE SOUZA, ALEXANDRE M.; SARTHOUR, ROBERTO S.; OLIVEIRA, IVAN S.; DE ALMEIDA, NORTON G.. Efficiency of a Quantum Otto Heat Engine Operating under a Reservoir at Effective Negative Temperatures. Physical Review Letters, v. 122, n. 24, . (13/04162-5)
MAGNANI, P. H. N.; DIAS, P. G. S.; FROMETA, M.; MARTINS, M. A.; PIOVELLA, N.; KAISER, R.; COURTEILLE, PH. W.; HUGBART, M.; BACHELARD, R.; TEIXEIRA, R. C.. Breaking of reciprocity and the Pancharatnam-Berry phase for light scattered by a disordered cold-atom cloud. PHYSICAL REVIEW A, v. 110, n. 4, p. 6-pg., . (13/04162-5, 23/03300-7, 18/23873-3, 22/00261-8, 19/13143-0, 18/15554-5)
ROSSATTO, D. Z.; VILLAS-BOAS, C. J.. Relaxation time for monitoring the quantumness of an intense cavity field. PHYSICAL REVIEW A, v. 94, n. 3, p. 8-pg., . (13/23512-7, 13/04162-5)