Improving the "interaction-free-measurement" setup

הרקע לפרויקט:

מדידה-ללא-אינטרקאציה היא טכניקה שמבוססת על קוהרנטיות של פוטונים בודדים והיא מאפשרת לגלות את קיומו של אובייקט, במקרים מסויימים, מבלי שהגיעו אליו פוטונים. באופן יותר כללי, היא מאפשרת להוריד את רמת הקרינה הנבלעת באובייקט במשימות של גילוי ודימות. המטרה שלנו היא להרחיב את תחומי המדידה-ללא-אינטראקציה מפוטונים בודדים לעבר מצבים מרובי פוטונים, בדגש על מצבים שזורים של אור. הדבר יאפשר לשפר את רגישות המערכת בנוסף ליתרון המוכר של הורדת רמת הקרינה.

מטרת הפרויקט:

התוצר יהיה ניתוח אנליטי, מבוסס אופטיקה קוונטית, של מדידה-ללא-אינטראקציה תוך שימוש במצבים שזורים כדוגמת N00N ו- Squeezed states. יבוצע ניתוח רגישות לגילוי פאזה ואמפליטודה וכן ניתוח של רמת הקרינה הנבלעת במטרה לבחון שיטה זו מול אחרות בתחום.

תכולת הפרויקט:

הסטודנטים ילמדו את הספרות בנושא מדידה-ללא-אינטרקאציה וכן את מושגי היסוד הרלוונטיים בתחום האופטיקה הקוונטית. לאחר מכן, ישתמשו בקוד שכתבנו וישכללו אותו על מנת לחשב מה יהיו תוצרי המדידה-ללא-אינטרקאציה עבור אובייקטים עם החזרה/בליעה משתנות וכן פאזה וריאבלית. הסטודנטים יחשבו בתמונת הייזנברג את הפרופגציה של אופרטורי היצירה וההשמדה בכדי להעריך מה המוצא של המערכת ועד כמה יעיל הוא מבחינת מתן אינפורמציה באשר לאובייקט אותו רוצים ללמוד.

קורסי קדם:

מבוא לאופטיקה מודרנית ואלקטרו-אופטיקה, אופטו-אלקטרוניקה, התקנים ומערכות, מבוא ללייזרים

דרישות נוספות:

עדיפות לסטודנטים שלקחו קורסים מתקדמים בתורת הקוונטים / אופטיקה קוונטית

מקורות:

1. C. Ron, S. Sharon, and C. Eliahu, “Loss-resilient, efficient x-ray interaction-free measurements,” arXiv [quant-ph], 2024. https://arxiv.org/abs/2407.06369,
2. https://davidson.weizmann.ac.il/en/online/sciencenews/quantum-insights-…