Stypendium Doktoranckie w CFT PAN

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).

Kierownikiem projektu jest dr hab. inż. Remigiusz Augusiak (strona internetowa).

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 – 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

1. Rozwój metod charakteryzacji i detekcji splątania kwantowego oraz nielokalności Bella w układach wielociałowych i sieciach kwantowych, ze szczególnym uwzględnieniem układów o dowolnym wymiarze podukładów;
2. Stosowanie nielokalności Bella do opracowania eksperymentalnie implementowalnych metod certyfikacji splątanych stanów kwantowych oraz pomiarów kwantowych (tzw. samotestowanie, self-testing).