Proposta para geração e caracterização de emaranhamento utilizando ressonadores metamateriais

Resumo

O emaranhamento é um dos principais recursos para o desenvolvimento de muitas tecnologias e dispositivos quânticos. Até o momento, muitas propostas para geração de emaranhamento foram realizadas experimentalmente. No entanto, a geração de emaranhamento multipartite ainda é um desafio devido às dificuldades de se trabalhar com sistemas grandes. Neste projeto, iniciaremos experimentos para gerar e caracterizar, pela primeira vez, um estado emaranhado multipartido utilizando circuitos híbridos QED compostos por uma linha de transmissão metamaterial supercondutora, como descrito em propostas recentes. A configuração proposta permite o acoplamento ultra-forte de um qubit e um ressonador mecânico a muitos modos de um metamaterial supercondutor, que pode ser usado para realizar uma geração robusta de entrelaçamento multipartido. Para este projeto, desenvolveremos e fabricaremos os micro- e nanodispositivos necessários, que serão incorporados em um chip. Para atingir as baixas temperaturas necessárias para supercondutividade, um refrigerador de diluição será utilizado, permitindo-nos atingir temperaturas abaixo de 50mK. Finalmente, as medições no sistema serão realizadas usando circuitos para medições de baixo ruído, tanto em baixa frequência (DC-MHz) quanto no regime de RF/Microondas (até 20 GHz), que serão caracterizados e comparados com simulações numéricas. A caracterização do emaranhamento será feita usando uma testemunha de entrelaçamento ou tomografia de estado quântico. A realização experimental de tal sistema abrirá possibilidades para estudos futuros de engenharia de banhos e o de modelos de interação forte para spin-bosons. (AU)