Entangled Photon Pair Source for Free-Space Quantum Communication

Resumo

Informação é um dos recursos mais valiosos do mundo e a informação quântica visa trazer um novo paradigma. Um dos ingredientes essenciais para as tecnologias de fotónica quântica, em particular comunicações quânticas seguras, são fontes de pares de fotões entrelaçados. O entrelaçamento quântico é uma propriedade particular dos sistemas quânticos que permite a implementação de comunicações seguras que de outra forma seriam impossíveis com informação clássica.

Uma fonte de pares de fotões entrelaçados pode ser usada adicionalmente como Heralded Single Photon Source (HSPS) para experiências ópticas de Distribuição de Chaves Quânticas (DCQ). Nesta tese, desenvolvemos uma fonte de pares de fotões para telecomunicações em espaço livre capaz de produzir estados quânticos de alta qualidade.

Para gerar entrelaçamento quântico, usámos um processo óptico não linear chamado Spontaneous Parametric Down Conversion (SPDC), que gera pares de fotões correlacionados. Caracterizamos estes pares usando um interferômetro Hong-Ou-Mandel (HOM) para medir e compensar o seu atraso temporal.

Também usámos o Bell State Analyzer para medir a qualidade do entrelaçamento. Em adição, desenvolvemos um design preliminar para um emissor de estados quânticos ótico miniaturizado que serve como base para o design do primeiro nano satélite português para comunicações quânticas.