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Informação em ótica quântica

Processo: 22/09436-5
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de abril de 2023 - 31 de março de 2028
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Marcelo Martinelli
Beneficiário:Marcelo Martinelli
Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
Paulo Alberto Nussenzveig
Pesquisadores associados:Bárbara Lopes Amaral ; Luciano Soares da Cruz ; Nathália Beretta Tomazio
Bolsa(s) vinculada(s):23/07556-6 - Desenvolvimento de fontes não-gaussianas de luz não clássica para certificação de processos de teletransporte., BP.TT
23/04394-5 - Tomografia de estado usando cavidades, BP.IC
23/04795-0 - Fonte laser para bombeio duplo de amplificadores paramétricos, BP.IC
Assunto(s):Física atômica  Informação quântica  Óptica quântica  Amplificadores ópticos 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Amplificador Paramétrico | Emaranhamento | Estados comprimidos | Física Atômica | Informação Quântica | Ótica Quântica | Ótica Quântica

Resumo

Ao completar 26 anos de contribuições em ótica quântica e física atômica, o nosso grupo reuniu recursos e competências para acompanhar a área de pesquisa nas aplicações destes domínios em informação quântica e medidas extremas. Nossa presente proposta desdobra-se então entre várias linhas. Investigaremos a criação de redes quânticas de emaranhamento em variáveis contínuas, empregando processos paramétricos de mistura de quatro ondas em vapores atômicos, com aplicações em computação quântica usando estados "cluster". Desenvolveremos a capacidade de conexão entre campos de frequências distintas em mais de uma oitava usando protocolos de teletransporte para estados não clássicos do campo (permitindo a transferência de "qubits"), visando o acoplamento de linhas atômicas à faixa de telecomunicações em fibras óticas através de teletransporte incondicional. Investigaremos o comportamento de osciladores paramétricos na transição de fase do limiar de oscilação, voltando aqui aos fundamentos da ótica quântica para investigar condições-limite de operação. Seguiremos com o desenvolvimento de fontes escaláveis de estados emaranhados, usando microchips de Si ou Si$_3$N$_4$. Começaremos o desenvolvimento de aplicações de correlações de fótons em raio-X visando o uso das linhas de alta luminosidade do laboratório Sirius para implementar sistemas de alta resolução espacial, com fótons de alta energia, mas em regime mínimo de fluência para minimizar danos às amostras em análise. Por fim, investigaremos as implementações de provas de princípio de "bit commitment", ligando experimentos às investigações de questões fundamentais de informação quântica. (AU)

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