Tese
Quantum ptychography
Fecha
2022-02-18Autor
Mário Foganholi Fernandes
Institución
Resumen
Nós propusemos um novo método para reconstruir estados quânticos, chamado pticografia
quântica. Esse método se baseia em uma analogia com a pticografia, um método de
reconstrução de fase na óptica clássica.
A principal vantagem da pticografia quântica, quando comparada a outros métodos
de reconstrução de estado, é sua simplicidade experimental: ela usa medidas em uma única
base, ao passo que projetores intermediários são usados para se conseguir a diversidade de
dados necessária; por outro lado, os métodos usuais requerem medidas em diversas bases
diferentes. Ao não usar diversas bases, a pticografia quântica permite que as montagens
experimentais sejam mais simples. Essa maior simplicidade pode ser especialmente valiosa
no contexto de escassez material, tal qual a ciência brasileira vem enfrentando nos últimos
anos. A pticografia quântica também é flexı́vel com respeito aos projetores intermediários,
o que permite ao experimentador ajustá-la às suas necessidades.
Nós estudamos esse método a fundo no contexto da reconstrução de estados puros.
Nós mostramos a sua equivalência a uma busca por gradientes alternados, o que permite
um entendimento matemático do seu funcionamento. Fizemos simulações numéricas de
suas reconstruções, usando nı́veis realistas de ruı́do, e mostramos que suas reconstruções
são excelentes. Também fizemos um experimento com qudits de fenda para averiguar a
sua performance, e novamente obtivemos resultados muito satisfatórios.
Assim como a pticografia clássica, a pticografia quântica é passı́vel de diversos
avanços. Nós também a generalizamos para estados mistos e obtivemos resultados prelimi-
nares encorajadores. Com esse e outros desenvolvimentos, nós esperamos que a pticografia
quântica possa se tornar uma ferramenta útil na informação quântica.