Pure two-qubit states carried by single-photons: unrestricted generation and entanglement diagnosis by single-qubit tomography
Acronym
P_QUBIT-SP
Consortium Coordinator
De Zela Martinez, Francisco Antonio
Start Date
October 1, 2019
End Date
October 31, 2021
Status
https://purl.org/pe-repo/concytec/estadoProyecto#concluido
Tipo de proyecto
https://purl.org/pe-repo/ocde/tipoProyecto#investigacionBasica
Description
Proponemos implementar y probar dos esquemas totalmente ópticos diseñados para permitir la generación sin restricciones de estados puros de dos qubits. Los portadores físicos de **esto**s estados son fotones individuales. Nuestros esquemas combinan la naturaleza cuántica de los portadores con la naturaleza general de los qubits empleados, que en nuestro caso son los grados de libertad (DOF) de polarización y la trayectoria óptica. Estos DOF son atribuibles a sistemas cuánticos y no cuánticos. Además de proporcionar la generación sin restricciones de estados de dos qubits, nuestros esquemas también sirven para realizar tomografías de estado. Al proyectar convenientemente sobre un miembro de la ruta-DOF, nuestro procedimiento proporciona una caracterización completa del estado de dos qubits mediante una tomografía de polarización estándar de un solo qubit (medición de los parámetros de Stokes) seguida de una sola medición interferométrica en uno de los dos esquemas. Además, obtenemos el grado de enredo de los estados generados por medio de una relación recientemente establecida entre el grado de polarización y la concurrencia. Este último es un cuantificador estándar del grado de enredo. Los dos esquemas probados podrían presentar ventajas y desventajas entre sí. La presente propuesta debería mostrar cuál de los dos esquemas ofrece más ventajas, y si existe alguna compensación entre precisión y versatilidad cuando uno usa los diseños propuestos para producir estados específicos específicos. Nuestro proyecto se conecta con aspectos relevantes del llamado clásico cuántico frontera. El estado indefinido de esta frontera impide una identificación precisa de los recursos necesarios para implementar algoritmos cuánticos que se han propuesto para realizar diversas tareas, como el cifrado de datos, el procesamiento masivo de datos, simulaciones por computadora a gran escala, teletransportación estatal, etc. Todo esto debería ser relevante para la ONR. De hecho, la solicitud MURI del año fiscal 2020 incluye entre los temas de interés para ONR uno que se titula "Beneficios cuánticos sin fragilidad cuántica: el enredo clásico de la luz". Nuestro proyecto encaja en el marco de este tema. Planeamos incluir al profesor Enrique J. Galvez (Universidad de Colgate, Hamilton, NY) como un valioso colaborador estadounidense de nuestro proyecto. Hemos mantenido una colaboración a largo plazo con el profesor Gálvez en diferentes áreas de la óptica cuántica. Tiene una amplia experiencia trabajando tanto con luz clásica como con fotones individuales. En varias ocasiones, nos ha brindado asesoramiento y soporte técnico. Un resultado deseado de nuestra investigación es uno o más artículos de revistas, así como presentaciones en conferencias internacionales.
Keywords
Óptica cuántica
;
Estados de dos qubits
;
Entrelazamiento cuántico
;
Tomografía cuántica
Área de conocimiento
Natural sciences
Campo OCDE
https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.03.06