Caracterización de estados puros de qudits espaciales a partir de un número mínimo de mediciones mediante el uso de interferometría por corrimiento de fase

PEARS STEFANO, QUIMEY; REBÓN, LORENA; LEDESMA, SILVIA; IEMMI, CLAUDIO; PEARS STEFANO, QUIMEY; REBÓN, LORENA; LEDESMA, SILVIA; IEMMI, CLAUDIO

La Plata

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

Asociación Física Argentina

La determinación de un estado cuántico es de fundamental importancia en distintos esquemas de procesamiento de información cuántica. Para un sistema general de dimensión finita d, los métodos de tomografía cuántica usualmente requieren un número de mediciones M que escalan con d^2. Si se incluye información a priori sobre los estados a caracterizar es posible disminuir este número M. En el caso de estados puros arbitrarios, el número mínimo de mediciones necesario encontrado en la literatura es 5d. En este trabajo presentamos un método que permite caracterizar estados puros arbitrarios, que está basado en la interferometría por corrimiento de fase (PSI) de tres pasos, y que requiere solamente M = 4d mediciones. El esquema experimental propuesto implementa la tomografía para estados rendija de fotones, en los cuales lainformación está codificada en el momento transversal discretizado de los mismos. Sin embargo las medidas proyectivas utilizadas se pueden implementar en otros sistemas cuánticos. El dispositivo experimental utiliza un interferómetro de Mach-Zehnder para realizar la interferencia entre una rendija, seleccionada como referencia, y las restantes rendijas, permitiendo obtener las fases relativas de cada rendija con respecto a la de referencia. Demostramos experimentalmente la viabilidad del método, limitándonos al uso de luz clásica, reconstruyendo un gran número de estados aleatorios para dimensionesde hasta d = 14 y obteniendo delidades medias mayores a 0,98.