A CONQUISTA DO HEXA
Equipe conquista o emaranhamento de seis campos luminosos com um único laser.
O emaranhamento é uma propriedade física que envolve correlações quânticas entre sistemas distintos. Estas correlações podem levar à superioridade dos computadores quânticos na realização de certas tarefas, como simulações e sistemas físicos ou fatoração de números primos (sendo esta uma questão fundamental para a segurança de dados no mundo moderno). Por conta disso, a geração de sistemas com múltiplos componentes emaranhados é um desafio relevante para a implementação das ideias advindas da teoria quântica de informação.
Pensando em termos de tamanho, conseguimos demonstrar que uma fonte simples de luz laser, conhecida como oscilador paramétrico ótico, pode gerar um conjunto de seis modos emaranhados. Mesmo em sua configuração mais básica, composta por um cristal entre dois espelhos, ele apresenta uma rica dinâmica de produção de pares de fótons e de troca de fótons entre os modos associados a diferentes frequências de operação.
Ainda que trabalhos anteriores tenham mostrado o emaranhamento entre dois ou três modos nestes osciladores, a estrutura que mostramos agora acaba por dobrar o espaço disponível para o processamento de informação. As novas ferramentas apresentadas podem ser adicionadas a outros sistemas mais elaborados, aumentando sua capacidade de processamento, ou no desenvolvimento de novas fontes de luz emaranhada.
O trabalho foi realizado com apoio de recursos da FAPESP, do CNPq, além de bolsas da CAPES.
Exploring six modes of an optical parametric oscillator - PRA, AQ11578
Hexapartite entanglement in an above-threshold optical parametric oscillator - PRL, LQ16089
Processos FAPESP associados:
15/18834-0: Auxílio à Pesquisa – Temático
13/00958-0: Bolsa de Pós-doutorado (Felippe A. S. Barbosa)
10/19486-2: Bolsa de Pós-doutorado (Alessandro S. Villar)
10/08448-2: Auxílio à Pesquisa – Temático
08/58297-0: Bolsa de doutorado (Antônio S. Coelho)
08/58431-9: Bolsa de Doutorado (Felippe A. S. Barbosa)
Mais informações:
Prof. Marcelo Martinelli
E-mail: mmartine@if.usp.br - Telefone: 3091-6678
Prof. Paulo Alberto Nussenzveig
E-mail: nussen@if.usp.br - Telefone: 3091-6639
Six for the price of one
Entanglement consists of quantum correlations between distinct subsystems (or modes). This physical property may lead to the superiority of quantum information processors over their classical counterparts to perform certain tasks, like performing physical simulations and prime number factoring. Therefore, the production of large entangled states is a relevant challenge for possible implementations of the ideas issued by the quantum information theory.
Looking for the matter of size, we have shown that a simple laser source, known as the optical parametric oscillator, can generate a set of six entangled modes. Even in its most basic configuration, consisting of a single crystal placed between two mirrors, it presents a rich dynamics of photon pair generation and photon exchange between modes associated to different frequencies of the electromagnetic field. Although previous works have shown entanglement between two or three modes on these oscillators, the structure we have demonstrated doubles the available space for information processing. The new tools we present can be further applied in more elaborated systems, extending their computational power, and on the development of new entangled sources in the optical domain.
Exploring six modes of an optical parametric oscillator - PRA, AQ11578
Hexapartite entanglement in an above-threshold optical parametric oscillator - PRL, LQ16089
Information:
Prof. Marcelo Martinelli
E-mail: mmartine@if.usp.br - Telefone: 3091-6678
Prof. Paulo Alberto Nussenzveig
E-mail: nussen@if.usp.br - Telefone: 3091-6639
