Tese de Doutorado #339 – Gilberto Ferreira Borges Júnior 19/04/2018

O principal objetivo deste trabalho é mostrar a implementação experimental de transformação de estados automatizadas em um sistema quântico de três níveis (qutrit), codificado em caminhos transversais de fótons. Um estado de qutrit é simulado usando-se três feixes de laser com perfis Gaussinos, e após a realização de uma operação obtém-se um estado de qutrit codificado em caminhos transversais. O experimento apresentado utiliza um modulador espacial de fase para o controle de amplitude e fase do estado inicial e um interferômetro longitudinal baseado em deslocadores de feixe. Serão demonstradas operações de projeção em alguns estados no espaço de qutrit e operações de permutação entre os modos de entrada do estado inicial.
Os resultados apresentados apresentam uma boa concordância com as predições teóricas atestando a validade da técnica proposta. Este trabalho abre a possibilidade de se atingir operações mais gerais sobre estados fotônicos codificados em caminhos transversais, além disso o aparto desenvolvido possibilita a realização de operações sequenciais, o que é um importante passo para se poder aplicar qutrits fotônicos de caminho em estudos em mecânica quântica e informação quântica que exijam a atuação sequencial sobre o estado inicial.