Generación e implementación de qudits espaciales multidimensionales

J. J. M. VARGA; L REBÓN; S. LEDESMA; C. IEMMI

La Plata

Congreso; 102a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2017

Asociación Física Argentina

Presentamos una arquitectura óptica que hace posible preparar y caracterizar tomográficamente estados cuánticos en un espacio de Hilbert de alta dimensión. Tanto la preparación del estado como el proceso tomográfico son llevados a cabo mediante pantallas de cristal líuido, trabajando como moduladores espaciales de luz puros de fase. En el primer dispositivo, mediante una codificación apropiada, es posible generar qudits espaciales a través de estados rendija que discretizan el momento transversal de los fotones incidentes. La modulación compleja nos permite sintetizar estados arbitrarios, tanto puros como con diferentes grados de pureza, de manera eficiente y controlada. Un segundo modulador es utilizado para la implentación del proceso tomográfico mediante mediciones proyectivas en bases arbitrarias. Los resultados muestran que esta arquitectura, compuesta por unos pocos elementos ópticos, permite preparar y medir estados cuánticos de dimensión D>2 con alta fidelidad. Una vez caracterizado el sistema es posible implementar canales cuánticos que modifican los estados de entrada. Ésto se realiza mediante tomografía de procesos cuánticos, la cual permite obtener una representación del proceso que realiza el canal cuántico. Este método consiste en una serie de tomografías de estados sobre una base de reconstrucción que ha sido afectada por este canal. Hemos caracterizado procesos computacionales típicos como bit flips y canales depolarizantes obteniendo altas fidelidades de reconstrucción.