Opis projektu
Poszukujemy kandydatów na jedno stypendium doktoranckie w Centrum Fizyki Teoretycznej PAN w ramach projektu badawczego SONATA BIS pt. „Charakteryzacja i certyfikacja zasobów kwantowych”, finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki (nr umowy UMO-2019/34/E/ST2/00369).
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 – takich jak generatory liczb losowych czy kwantowe maszyny obliczeniowe – coraz większego znaczenia nabiera problem dogłębnej charakteryzacji zasobów kwantowych w rzeczywistych układach fizycznych, takich jak:
- wielociałowe stany kwantowe
- sieci kwantowe, tj. układy złożone z węzłów połączonych kanałami klasycznymi i źródłami splątania
Drugim fundamentalnym wyzwaniem jest certyfikacja i walidacja urządzeń kwantowych — tj. sprawdzenie, czy funkcjonują one zgodnie ze specyfikacją, wykorzystują efekty kwantowe oraz generują poprawne wyniki.
Kluczowym pytaniem jest, czy dane urządzenie:
- operuje na zadanym stanie kwantowym
- wykonuje określone operacje kwantowe
Szczególne znaczenie ma tu podejście niezależne od urządzeń (device-independent), w którym kluczowym zjawiskiem umożliwiającym certyfikację jest nielokalność Bella.
Zadania doktoranta
- Rozwój metod charakteryzacji i detekcji splątania kwantowego oraz nielokalności Bella w układach wielociałowych i sieciach kwantowych, ze szczególnym uwzględnieniem układów o dowolnym wymiarze podukładów;
- Stosowanie nielokalności Bella do opracowania eksperymentalnie implementowalnych metod certyfikacji splątanych stanów kwantowych oraz pomiarów kwantowych (tzw. samotestowanie, self-testing).
