Poszukujemy kandydatów na jedno stypendium doktoranckie w CFT PAN w ramach projektu
badawczego SONATA BIS “Charakteryzacja i certyfikacja zasobów kwantowych” finansowanego
przez Narodowe Centrum Nauki (nr umowy UMO-2019/34/E/ST2/00369). Kierownikiem projektu
jest dr hab. inż. Remigiusz Augusiak (http://raugusiak.weebly.com/).
Opis projektu:
Korelacje kwantowe, takie jak splątanie kwantowe oraz nielokalność Bella, stanowią podstawowe
jeśli nie najważniejsze zasoby wykorzystywane w kwantowej teorii informacji. Znajdują one
zastosowanie m.in. w dystrybucji bezpiecznego klucza kryptograficznego. W związku z
dynamicznym rozwojem technologii kwantowych w ostatnich latach takich jak generatory liczb
losowych czy kwantowe maszyny obliczeniowe coraz większego znaczenia nabiera problem
dogłębnej charakteryzacji wspomnianych zasobów w rzeczywistych układach fizycznych. Należą
do nich m.in. wielociałowe stany kwantowe oraz sieci kwantowe, tj. układy złożone z węzłów
połączonych w dowolny sposób za pomocą kanałów komunikacji klasycznej oraz źródeł splątania,
które są ważne z punktu widzenia komunikacji kwantowej.
Drugim fundamentalnym wyzwaniem w obszarze technologii kwantowych jest potrzeba
opracowania skutecznych narzędzi umożliwiających certyfikację i walidację działania urządzeń
kwantowych – tzn. sprawdzenia, czy funkcjonują one zgodnie ze specyfikacją, faktycznie
wykorzystują efekty kwantowe oraz generują poprawne wyniki. Jednym z kluczowych pytań w tym
kontekście jest, czy dane urządzenie operuje na zadanym stanie kwantowym i wykonuje określone
operacje kwantowe. Szczególnie istotne znaczenie zyskuje tu podejście niezależne od urządzeń
(ang. device-independent), w którym nie czyni się założeń o sposobie działania urządzeń
kwantowych, w którym kluczowym zjawiskiem umożliwiającym certyfikację jest nielokalność Bella.
Zadaniem doktoranta będzie realizacja dwóch celów:
(i) Rozwijanie metod charakteryzacji i detekcji splątania kwantowego oraz nielokalności Bella w
układach wielociałowych i sieciach kwantowych, ze szczególnym uwzględnieniem układów o
dowolnym wymiarze podukładów;
(ii) Stosowanie nielokalności Bella do opracowania eksperymentalnie implementowalnych metod
certyfikacji splątanych stanów kwantowych oraz pomiarów kwantowych (tzw. samotestowanie).
