Explorando informação quântica com átomos, cristais e chips

Resumo

Estudos de informação quântica com variáveis discretas ou contínuas do campo eletromagnético implicam na geração e manipulação de estados quânticos da luz, além de seu armazenamento em interfaces materiais, permitindo eventualmente o processamento de informação usando os princípios da mecânica quântica. O objetivo final é ganho de eficiência de processamento, resolvendo problemas matematicamente intratáveis por manipulação clássica da informação. Propomos a continuidade de nossos trabalhos envolvendo a geração sintonizável de luz emaranhada em diferentes faixas do espectro eletromagnético através de osciladores paramétricos óticos baseados em cristais, e sua aplicação em interfaces entre átomos e chips de silício (Si) ou nitreto de silício (SiN). Meios atômicos permitem o armazenamento de informação, enquanto novas técnicas empregando osciladores paramétricos integráveis em circuitos óticos construídos com técnicas litográficas permitem escalabilidade em sistemas quânticos. Visamos assim a integração de diferentes funcionalidades para a realização de operações lógicas de forma escalável em nível quântico. Contamos para isso com nossa experiência em geração de estados emaranhados da luz, e manipulação de meios atômicos. Estamos expandindo nossas instalações visando a manipulação destes estados em chips de silício produzidos em colaboração com grupos no exterior (M. Lipson e A. Gaeta, U. Cornell), ao mesmo tempo que analisamos novas fontes de luz através de processo de mistura de quatro ondas em meios atômicos, em colaboração com A. Marino (U. Oklahoma), e a análise de estados cluster em colaboração com N. Treps (LKB/ENS) e O. Pfister (U. Virginia). (AU)