Dispositivos fotônicos estruturados para acoplamento de modos MAO e portas lógicas quânticas em chip

Descrição

Esta proposta articula dois eixos complementares de iniciação tecnológica em fotônica integrada: o desenvolvimento de um dispositivo acoplador 3 dB para modos de momento angular orbital (MAO) e o projeto de guias de onda estruturados para portas lógicas quânticas de 1 qubit codificadas em modos espaciais da luz. O primeiro eixo busca projetar um bloco básico de circuito capaz de dividir ou misturar modos de MAO com razão 50:50, baixa perda de inserção, baixa diafonia modal e compatibilidade com microfabricação. O segundo eixo visa sintetizar operações unitárias elementares, como X, Z, Hadamard e rotações de 1 qubit, por meio de perturbações controladas, acopladores direcionais de 3 dB e defasadores integrados em guias que suportem modos espaciais. A proposta parte da experiência do grupo em geração e propagação de vórtices ópticos em chips fotônicos e se conecta ao projeto de co-desenvolvimento em andamento entre a startup Qchip-Tech e o SENAI CIMATEC. O resultado esperado é um conjunto de projetos simulados, especificações de fabricação, métricas de desempenho e documentação técnica com potencial de proteção intelectual, contribuindo para comunicações ópticas por multiplexação espacial, processamento óptico da informação e tecnologias quânticas fotônicas.