I Simposio de Postgrado 2023. Ingeniería, ciencias e innovación

MÓDULO_ 01 Astronomía y Física 38 ¿CÓMO DETECTAR LUZ CUÁNTICA MACROSCÓPICA? RESUMEN La luz actúa como un revelador del universo, desde escalas as- tronómicas hasta las microscópicas. Especialmente cuando manifiesta propiedades cuánticas, desempeña un papel crucial en la observación de alta precisión y en tecnologías emergentes, potenciando desde microscopios hasta interferómetros como LIGO [1-3]. Un santo grial en el mundo de la cuántica es la generación de luz cuántica intensa y la detección de esta. Un avance significativo ha sido la transformación de un estado coherente de luz, consi- derado “clásico” e intenso, en estados coherentes generalizados (ECGs) mediante interacciones no lineales [4]. Estos ECGs son estados del campo electromagnético intensos que exhiben pro- piedades cuánticas notables y una ventaja metrológica cercana al límite de Heisenberg. Sin embargo, presentan una estadística de fotones Poissoniana y su función de correlación g (n) es cons- tante e igual a 1 tal como cualquier estado coherente, lo que con- lleva a que su detección sea compleja sin reconstruir funciones específicas, como la Función de Wigner. En este trabajo, se propone utilizar una función de correlación entre intensidad y campo [5] para detectar los ECGs y revelar la naturaleza cuántica de estos. Nuestros resultados muestran que la función de correlación toma valores prohibidos para luz descrita clásicamente y además se propone un experimento re- lativamente simple con el que se pueden diferenciar los ECGs de los estados coherentes clásicos. 1 Departamento de Física, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile. 2 Departamento de Física, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Concepción. *Email: ignacio.salinas@ing.uchile.cl Ignacio Salinas 1* , Gerd Hartmann 1 , Mariano Uria 2 , Pablo Solano 2 , CarlaHermann-Avigliano 1 REFERENCIAS [1] C. Casacio et al. Quantum-enhanced nonlinear microscopy . Nature (2021) [2] J. Arrazola et al. Quantum circuits with many photons on a programmable nanophotonic chip. Nature (2021) [3] J. Aasi et al. Enhanced sensitivity of the LIGO gravitational wave detector by using squeezed states of light. Nature (2013) [4] M. Uria et al. Emergence of non-Gaussian coherent states through nonlinear interactions. Phys. Rev. Research (2023) [5] H. Carmichael et al. Intensity-field correlations of non-classical light. Progress in Optics (2004)