Celso Jorge Villas-Bôas

Pós-doutorado

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Orientou

Produções bibliográficas

• FERNANDES, GABRIEL P. L. M. ; RICARDO, ALEXANDRE C. ; CARDOSO, FERNANDO R. ; Villas-Boas, Celso J. . Íons Aprisionados como Arquitetura paraComputação Quântica. REVISTA BRASILEIRA DE ENSINO DE FÍSICA (ONLINE) , v. 45, p. e20220218, 2023.

• OLIVEIRA, MURILO H. ; HIGGINS, GERARD ; ZHANG, CHI ; PREDOJEVI', ANA ; HENNRICH, MARKUS ; BACHELARD, ROMAIN ; Villas-Boas, Celso J. . Steady-state entanglement generation for nondegenerate qubits. PHYSICAL REVIEW A , v. 107, p. 023706, 2023.

• OLIVEIRA, ANTÔNIO NUNES ; OLIVEIRA, ESTEVÃO V. B. DE ; SANTOS, ALAN COSTA ; VILLAS-BOAS, CELSO JORGE . Algoritmos quânticos com IBMQ Experience: Algoritmo de Deutsch-Jozsa. REVISTA BRASILEIRA DE ENSINO DE FÍSICA (ONLINE) , v. 44, p. e20210333, 2022.

• HU, CHANG-KANG ; QIU, JIAWEI ; SOUZA, PAULO J P ; YUAN, JIAHAO ; ZHOU, YUXUAN ; ZHANG, LIBO ; CHU, JI ; PAN, XIANCHUANG ; HU, LING ; LI, JIAN ; XU, YUAN ; ZHONG, YOUPENG ; LIU, SONG ; YAN, FEI ; TAN, DIAN ; BACHELARD, R ; Villas-Boas, C J ; SANTOS, ALAN C ; YU, DAPENG . Optimal charging of a superconducting quantum battery. Quantum Science and Technology , v. 7, p. 045018, 2022.

• RICARDO, ALEXANDRE C. ; FERNANDES, GABRIEL P. L. M. ; DUZZIONI, EDUARDO I. ; CAMPO, VIVALDO L. ; Villas-Boas, Celso J. . Alternatives to a nonhomogeneous partial differential equationquantum algorithm. PHYSICAL REVIEW A , v. 106, p. 052431, 2022.

• SANTOS, ALAN C. ; CIDRIM, ANDRÉ ; VILLAS-BOAS, CELSO JORGE ; KAISER, ROBIN ; BACHELARD, ROMAIN . Generating long-lived entangled states with free-space collective spontaneous emission. PHYSICAL REVIEW A , v. 105, p. 053715, 2022.

• DARSHESHDAR, ELNAZ ; HUGBART, MATHILDE ; BACHELARD, ROMAIN ; VILLAS-BOAS, CELSO JORGE . Photon-photon correlations from a pair of strongly coupled two-level emitters. PHYSICAL REVIEW A , v. 103, p. 053702, 2021.

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• SANTOS, ALAN C. ; VILLAS-BOAS, C. J. ; BACHELARD, R. . Quantum adiabatic brachistochrone for open systems. PHYSICAL REVIEW A , v. 103, p. 012206, 2021.

• CARDOSO, FERNANDO R. ; ROSSATTO, DANIEL Z. ; FERNANDES, GABRIEL P. L. M. ; HIGGINS, GERARD ; Villas-Boas, Celso J. . Superposition of two-mode squeezed states for quantum information processing and quantum sensing. PHYSICAL REVIEW A , v. 103, p. 062405, 2021.

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• DE ASSIS, ROGÉRIO J. ; DE MENDONÇA, TAYSA M. ; Villas-Boas, Celso J. ; DE SOUZA, ALEXANDRE M. ; SARTHOUR, ROBERTO S. ; OLIVEIRA, IVAN S. ; DE ALMEIDA, NORTON G. . Efficiency of a Quantum Otto Heat Engine Operating under a Reservoir at Effective Negative Temperatures. PHYSICAL REVIEW LETTERS , v. 122, p. 240602, 2019.

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• DINIZ, E. C. ; ROSSATTO, D. Z. ; VILLAS-BÔAS, C. J. . Two-mode squeezing operator in circuit QED. Quantum Information Processing , v. 17, p. 202, 2018.

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• ROSSATTO, DANIEL Z. ; Villas-Bôas, Celso J. ; SANZ, MIKEL ; SOLANO, ENRIQUE . Spectral classification of coupling regimes in the quantum Rabi model. PHYSICAL REVIEW A , v. 96, p. 013849, 2017.

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• PRADO, F. O. ; de ALMEIDA, N. G. ; MOUSSA, M. H. Y. ; VILLAS-BÔAS, C. J. . Bilinear and quadratic Hamiltonians in two-mode cavity quantum electrodynamics. In: XX International Conference on Atomic Physics - ICAP 2006, 2006, Innsbruck. Resumos - XX International Conference on Atomic Physics - ICAP 2006, 2006.

• VILLAS-BÔAS, C. J. ; MOUSSA, M. H. Y. . One-step generation of high-quality squeezed and EPR states in cavity QED. In: XIX International Conference on Atomic Physics - ICAP 2004, 2004, Rio de Janeiro - RJ. Resumos - XIX International Conference on Atomic Physics - ICAP 2004, 2004.

• Duzzioni E. I. ; VILLAS-BÔAS, C. J. ; MOUSSA, M. H. Y. ; SERRA, R. M. . Nonadiabatic geometric phases induced by Stark shift. In: XIX International Conference on Atomic Physics - ICAP 2004, 2004, Rio de Janeiro - RJ. Resumos - XIX International Conference on Atomic Physics - ICAP 2004, 2004.

• VILLAS-BÔAS, C. J. ; PRATAVIERA, G. A. ; MOUSSA, M. H. Y. . Direct measurement of the Wigner distribution of a travelling field. In: VIII Escola de Verão Jorge André Swieca de Óptica Quântica e Óptica Não-Linear, 2002, Campinas - SP. Resumos - VIII Escola de Verão Jorge André Swieca de Óptica Quântica e Óptica Não-Linear, 2002.

• VILLAS-BÔAS, C. J. ; de ALMEIDA, N. G. ; SERRA, R. M. ; MOUSSA, M. H. Y. . High-fidelity teleportation of an entanglement of running-wave field state. In: XXV Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, 2002, Caxambu, MG. RESUMOS - XXV Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, 2002.

• SERRA, R. M. ; VILLAS-BÔAS, C. J. ; MOUSSA, M. H. Y. ; de ALMEIDA, N. G. . Implementação Física de uma porta lógica quântica CNOT não-local: teletransporte de uma operação quântica. In: XXV Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, 2002, Caxambu, MG. RESUMOS - XXV Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, 2002.

• F. R. Paula ; VILLAS-BÔAS, C. J. ; MOUSSA, M. H. Y. . Controle de um estado do campo na cavidade sujeito a bombeio e interação átomo-campo. In: XXV Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, 2002, Caxambu, MG. RESUMOS - XXV Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, 2002.

• VILLAS-BÔAS, C. J. ; de ALMEIDA, N. G. ; MOUSSA, M. H. Y. . Teletransporte de um estado propagante da luz via síntese da projeção. In: XXII Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, 1999, São Lourenço. Resumos - XXII Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, 1999.

• VILLAS-BOAS, C. J. . Transparência Eletromagneticamente Induzida e suas aplicações em Informação Quântica. 2018. (Apresentação de Trabalho/Seminário).

• VILLAS-BOAS, C. J. . Multiple transparency windows and Fano interferences induced by dipole-dipole couplings. 2018. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• Villas-Bôas, C. J. . Teoria da Informação e a segunda revolução quântica. 2018. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• Villas-Bôas, C. J. . Quantum information processing with bosonic modes in cavity/circuit QED. 2018. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• VILLAS-BOAS, C. J. . Influence of the asymetric of the excited state decay rate on the coherent population trapping. 2017. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• VILLAS-BOAS, C. J. . Electromagnetically Induced Transparency and Applications in Quantum Information Theory. 2017. (Apresentação de Trabalho/Outra).

• VILLAS-BOAS, C. J. . Assinatura Quântica de um Campo de Radiação. 2016. (Apresentação de Trabalho/Seminário).

• VILLAS-BOAS, C. J. . Quantum information processing based on Cavity-EIT. 2016. (Apresentação de Trabalho/Simpósio).

• VILLAS-BOAS, C. J. . Perspectivas para o desenvolvimento científico e tecnológico no Brasil. 2015. (Apresentação de Trabalho/Outra).

• VILLAS-BOAS, C. J. . EIT-related phenomena and their mechanical analogs. 2015. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• VILLAS-BOAS, C. J. . EIT in Optical Cavities: classical analogs and applications in Quantum Information Theory. 2015. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• VILLAS-BOAS, C. J. . Computação Quântica: o que há de concreto após três décadas de sua proposição inicial. 2014. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• VILLAS-BOAS, C. J. . Revealing quantum aspects of a strong cavity field. 2014. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• VILLAS-BOAS, C. J. . Quantum behavior of an intense cavity field. 2014. (Apresentação de Trabalho/Simpósio).

• PRADO, F. O. ; Duzzioni E. I. ; de ALMEIDA, N. G. ; MOUSSA, M. H. Y. ; VILLAS-BÔAS, C. J. . Nonadiabatic coherent evolution of two-level systems under spontaneous decay. 2008. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

Projetos de pesquisa

• 2023 - Atual

  Pontos Quânticos de Interesse, Descrição: Resumo em PortuguêsAlguns dos pontos de interesse de mais detaque globalmente são infundidos com física, desde a Grande Pirâmide de Gizé (e a história de sua notável construção) até a aurora boreal (criada por partículas carregadas dançando na superfície da Terra (devido ao seu campo magnético). Na própria física também há pontos de interesse. Podemos pensar em uma teoria física como fornecendo uma espécie de "mapa" de um sistema físico, mostrando todos os possíveis tipos de comportamento que podem ocorrer. Alguns pontos do mapa são de maior significado do que outros, porque descrevem como o sistema se comporta de forma útil ou interessante. Um exemplo é quando se empurra uma criança em um balanço: ajustar seus impulsos em sincronia com a criança que balança traz oscilações de amplitude cada vez maior. Este é um ponto de interesse especial no mapa do problema do balanço da criança: o ponto de ressonância. Na física moderna tem havido muito interesse na criação e manipulação de certos pontos de interesse, conhecidos como pontos excepcionais. Pontos excepcionais podem surgir em sistemas físicos que trocam energia com seu ambiente externo de forma equilibrada (de modo que o ganho e a perda para o ambiente se cancelem exatamente). No entanto, muito menos se sabe sobre pontos excepcionais em sistemas verdadeiramente quânticos. A criação de uma teoria dos pontos excepcionais quânticos, foco do presente projeto, que vislumbram ser muito mais ricas do que suas contrapartes clássicas, nos permitiria desenhar o mapa completo dos sistemas quânticos, com aplicação direta para a próxima geração de tecnologia quântica.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (1) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador / Romain Pierre Marcel Bachelard - Integrante / Raul Celistrino Teixeira - Integrante / SANTOS, ALAN C - Integrante / Charles Andrew Downing - Integrante., Financiador(es): (FAPESP) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2023 - Atual

  Tecnologias quânticas de Segunda Geração, Descrição: Este projeto temático visa estabelecer as bases conceituais e a formação de recursos humanos necessários para o desenvolvimento de Tecnologias Quânticas de Segunda Geração, estruturando uma proposta de valor para o mercado de empresas industriais e de serviços em todo o mundo. As tecnologias quânticas de segunda geração compreendem soluções que se beneficiam diretamente de estados quânticos de luz ou matéria, como estados de superposição, estados emaranhados e ondas de matéria, para fornecer ganhos significativos em relação às chamadas "tecnologias clássicas" que não usam diretamente tais propriedades da mecânica quântica. Contamos com uma equipe de pesquisadores teóricos e experimentais que atuam na área há décadas. Em particular, trabalharemos no desenvolvimento de: 1) Fontes de fótons únicos, que são os elementos-chave em vários protocolos de comunicação quântica. O sistema a ser estudado consiste em materiais 2D que podem apresentar altas taxas de repetição e que podem operar em temperaturas bem acima do zero absoluto, o que tornaria tais fontes economicamente viáveis para aplicações comerciais. 2) Também trabalharemos em sensores quânticos e metrologia usando átomos ultrafrios, como por exemplo, sensores de forças gravitacionais (gravímetro) baseados em onda de matéria interferometria: uma onda de matéria atômica ultrafria interagindo com os dois campos de luz contrapropagantes de uma cavidade óptica anelar e sujeito à gravidade realiza oscilações de Bloch, cuja frequência representa uma medida para a aceleração gravitacional. 3) Por fim, também investigaremos algoritmos quânticos e simuladores quânticos para resolução de problemas complexos, como simulação de materiais, problemas de otimização em geral (roteamento de carga, facilidade de alocação de recursos, etc.) e resolução de sistemas de equações diferenciais em geral, cuja aplicação se estende a vários campos da física e da engenharia, como dinâmica de fluidos aplicada ao projeto de aeronaves, extração de petróleo, estudo de diferentes sistemas físicos, etc.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (5) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (3) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (7) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador / Philippe Wilhelm Courteille - Integrante / Adenilson José Chiquito - Integrante / Romain Pierre Marcel Bachelard - Integrante / Raul Celistrino Teixeira - Integrante / Marcio Daldin Teodoro - Integrante / Patricia Christina Marques Castilho - Integrante., Financiador(es): (FAPESP) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2022 - Atual

  Projeto de pesquisa institucional - PPGF/UFSCar em Informação Quântica, Física Atômica, Supercondutividade e Magnetismo e Materiais Avançados, Descrição: Os subprojetos apresentados serão desenvolvidos nos grupos de excelência do nosso programa, envolvendo diferentes temas, a saber: Controle óptico da configuração de domínios em ferroelétricos; Sensores de gases baseados em heteroestruturas semicondutoras: Investigação das propriedades microestruturais e elétricas; Condensação de BoseEinstein em plataformas de física do estado sólido; Efeitos de matriz e codopagem nas emissões de terras-raras em ZnO; Interações fotônicas não-lineares mediadas por átomos; Propriedades óticas e magnéticas de heteroestruturas bidimensionais; Controle das emissões ópticas de nanopartículas baseadas em ZnO; Supercondutividade em escala nanoscópica. A realização de mestrado e/ou doutorado em um desses grupos/subprojetos permitirá ao aluno desenvolver um projeto de alta relevância cientifica que fortalecerá o grupo acrescentando um novo membro qualificado. Todos os subprojetos apresentados foram propostos por docentes credenciados no programa (todos bolsista produtividade do CNPq), garantindo que o aluno será orientado por um docente ativo. O fluxo constante de novos alunos é importante para manter a continuidade do nosso programa, e a orientação desses irá resultar, com certeza, na publicação de artigos científicos em revistas internacionais, além de apresentações em congressos e conferências.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (3) Doutorado: (4) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador / Adilson Jesus Aparecido de Oliveira - Integrante / Wilson Aires Ortiz - Integrante / Yara Galvão Gobato - Integrante / Adenilson José Chiquito - Integrante / Ariano de Giovanni Rodrigues - Integrante / Romain Pierre Marcel Bachelard - Integrante / Marcio Daldin Teodoro - Integrante / Michel Zambrano - Integrante / Matheus Paes - Integrante / Marcio Peron Franco de Godoy - Integrante / Victor Lopez - Integrante / Waldir Avansi Junior - Integrante.

• 2022 - Atual

  Fundamentos da Teoria Quântica às Tecnologias Quânticas de Segunda Geração, Descrição: Com o presente projeto daremos prosseguimento a diversos estudos que estamos desenvolvendo. Investigaremos o papel das interações de longo alcance na dinâmica de ensembles atômicos (átomos de dois níveis de de três níveis) excitados por campos extermos. Investigaremos a conexão entre correlações quânticas (emaranhamento e discórdia quântica) entre os átomos do ensemble e propriedades da luz espalhada pelo ensemble, e investigaremos o fenômeno da transparência eletromagneticamente induzida (EIT) levando-se em conta tais interações de longo alcance, isto é, como tais interações afetam a EIT e suas aplicações como memória quântica e redução da velocidade de grupo de um dado pulso de luz. Investigaremos processos em Eletrodinâmica Quântica de Cavidades (EQC) com átomos reais e com qubits supercondutores visando a implementação de processamento de informação quântica, por exemplo com a implementação de memória quântica, portas lógicas, transistor quântico. Também en EQC investigaremos processos de transparência eletromagneticamente induzida (EIT) e efeitos não lineares da interação átomo-campo com um ou dois modos do campo de radiação. No conexto de ressonância nuclear magnética (RNM) investigaremos motores térmicos quânticos e como suas respectivas eficiências podem ser melhoradas empregando-se sistemas com coerência quântica, por exemplo. Por fim, trabalharemos com o desenvolvimento de tecnologias quânticas de segunda geração, em particular algoritmos quânticos para solucão de problemas complexos (solução de sistemas de equações diferenciais ou equações parciais, e problemas de otimização), protocolos de comunicação quântica e ainda sensores quânticos.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (3) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (5) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador / DE ASSIS, ROGÉRIO J. - Integrante / Murilo Henrique de Oliveira - Integrante / Gubio Gomes - Integrante / Alexandre César Ricardo - Integrante / Ciro Micheletti Diniz - Integrante / Luiz Otávio Solak - Integrante.

• 2021 - Atual

  Desenvolvimento de Tecnologias e Algoritmos Quânticos, Projeto certificado pela empresa Centro de Pesquisas Avançadas Wernher Von Braun em 09/03/2023., Descrição: Neste projeto trabalharemos com os princípios fundamentais da Mecânica Quântica e investigaremos aplicações tecnológicas. A área de informação quântica vem chamando a atenção de grandes empresas internacionais e tem levado diversos governos (dos EUA, da Alemanha, China, Holanda, etc) a desenvolverem "iniciativas quânticas" bilionárias para poderem aproveitar todo o potencial dessas novas tecnologias. Os recentes avanços na construção de computadores quânticos, evidenciados principalmente em duas publicações recentes, a primeira de uma equipe da Google [Arute2019] e a segunda de uma equipe chinesa [Zhong2020], tem permitido fala na tão sonhada supremacia quântica, isto é, a capacidade de resolver problemas que supercomputadores atuais não são capazes de resolver. Na área de comunicação, empresas como a IDQuantique (Suiça) [IDQUANTIQUE] já comercializa aparelhos de criptografia quântica para fins de testes em situações reais. Também já é possível fazer comunicação quântica via satélites [Chen2021], como demonstrado recentemente pela mesma equipe chinesa citada anteriormente. Também há a área de sensores quânticos, como gravímetros e sensores de campos magnéticos extremamente fracos. Todas essas tecnologias baseiam-se em princípios fundamentais da Mecânica Quântica, como superposição de estados e estados emaranhados, e estão transformando empresas ao redor do mundo, no que está sendo chamado de "segunda revolução quântica". No Brasil, a área ainda está restrita ao ambiente acadêmico, de todo que, se não agirmos rapidamente, ficaremos totalmente dependentes das tecnologias desenvolvidas no exterior.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (1) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (0) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador / Romain Pierre Marcel Bachelard - Integrante / Filippo Ghiglieno - Integrante / Marcio Daldin Teodoro - Integrante.

• 2019 - 2022

  Efeitos coletivos em ensembles atômicos/cadeias de spins e processamento de Informação Quântica, Descrição: As pesquisas aqui propostas estão todas dentro da área ?Óptica Quântica? e/ou ?Informação Quântica?: i) Eletrodinâmica Quântica de Cavidades (EQC) com átomos individuais: investigaremos processos em EQC com poucos átomos ou moléculas de pontos de quânticos em cavidades ópticas, visando a implementação de processos de informação quântica (memória quântica, portas lógicas, transistor quântico) e também processos de transparência eletromagneticamente induzida (EIT). ii) Interações de longo alcance em ensembles atômicos: aqui investigaresmos o papel das interações de longo alcance na dinâmica de ensembles atômicos (átomos de dois níveis) excitados por campos extermos. Investigaremos a geração de correlações quânticas (emaranhamento e discórdia quântica) entre os átomos do ensemble e como tais correlações podem afetar as propriedades da luz espalhada pelo ensemble. Também estenderemos os estudos para sistemas atômicos de três níveis, onde investigaremos o fenômeno da EIT levando-se em conta tais interações de longo alcance. Buscaremos entender como tais interações afetam a EIT e suas aplicações como memória quântica e redução da velocidade de grupo de um dado pulso de luz. iii) Sistemas fortemente interagentes: investigaremos dinâmicas dissipativas em sistemas cujas energias de interação entre as partes que compõem o sistema são da ordem ou superiores que as energias dos subsistemas. Os sistemas a serem investigados são: i) EQC com qubits supercondutores e ii) cadeias de spins. O primeiro sistema tem chamado muito a atenção da comunidade de óptica quântica visto que permite novos regimes de acoplamento, com novos fenômenos físicos, além de ser um forte candidato para a implementação de algoritmos de computação quântica. Já o segundo, trata-se de um sistema amplamente estudado em Mecânica Estatística, muito rico em propriedades termodinâmicas e magnéticas. A dinâmica dissipativa de ambos os sistemas acima serão estudados via formalismo de Bloch-Redfield, que apresenta uma equação mestra derivada a partir de primeiros princípios para tratar dinâmicas dissipativas em sistemas fortemente interagentes.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (3) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador / BORGES, HALYNE S. - Integrante / Carlos Eduardo Máximo - Integrante., Financiador(es): (CNPq) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.

• 2019 - 2021

  Nonlinear Effects in Two-Mode Cavity QED Systems, Descrição: This project aims to bring cavity QED to the next level: we will investigate the nonlinear coupling between a single atom (with different level structures such as two-level, "Lambda"- and "N"-configurations) and two distinguishable photons, achieved by strongly coupling the atom to two different optical resonator modes, thus extending the standard cavity QED scenario (with one optical mode). We will investigate high-intensity effects like four-wave mixing that can be expected already at the level of single photons per mode. We will also study phenomena with more than one photon, going beyond the results reported for very low photon numbers in [C. Hamsen et al., Nature Physics, 14, 885 (2018)]. Possible applications include the nondemolition measurement of the number of photons in a given mode. The project will strongly contribute to the strengthening of the scientific collaborations between the MPQ and UFSCar groups, as well as the involvement of doctoral students and postdoctoral researchers.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador / Rempe, Gerhard - Integrante / Romain Pierre Marcel Bachelard - Integrante / Carlos Eduardo Máximo - Integrante / Nicolas Tolazzi - Integrante., Financiador(es): (FAPESP) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Cooperação.

• 2019 - Atual

  Strong correlations in Cavity and Ion Quantum Simulators, Descrição: We will investigate genuine quantum correlations in optical cavity and ion quantum simulators from the theoretical and experimental perspectives, exploring the connection between quantum correlations of two- and three-photons emitted by atomic and ionic systems and their physical properties.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (3) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador / Philippe Wilhelm Courteille - Integrante / Romain Pierre Marcel Bachelard - Integrante / Tommaso Macri - Integrante / Markus Hennrich - Integrante / Ana Predojevic - Integrante., Financiador(es): Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  Átomos frios, fótons, e correlações quânticas, Descrição: Dispositivos para computação e comunicação de informações quânticas requerem o uso combinado de diferentes sistemas quânticos: os fótons podem transmitir informações por grandes distâncias, os átomos frios aprisionados podem ser manipulados para permitir o processamento de informações quânticas, e os conjuntos atômicos são adequados para memórias quânticas, assim como geração não linear de correlações não clássicas. Átomos frios são uma plataforma promissora para manipular a luz, e neste projeto vamos nos concentrar em duas ferramentas de informação quântica especificas: fontes de fótons correlacionados e memórias, explorando estados quânticos coletivos e multímodos em conjuntos atômicos. Abordaremos o espalhamento cooperativo em grandes nuvens atômicas para melhorar essas propriedades, isto é, pretendemos mostrar como as interações dipolo-dipolo tornam possível ajustar os tempos de vida e as coerências ópticas da luz emitida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador / Philippe Wilhelm Courteille - Integrante / Romain Pierre Marcel Bachelard - Integrante / Raul Celistrino Teixeira - Integrante / HUGBART, MATHILDE - Integrante / SANTOS, ALAN C. - Integrante / CIDRIM, ANDRÉ - Integrante / Jorge Antonio Gonçalves Attie - Integrante / Pablo Gabriel Santos Dias - Integrante / Pedro Henrique Nantes Magnani - Integrante.

• 2017 - Atual

  Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Informação Quântica - INCT-IQ, Descrição: Projeto do CNPq que envolve vários pesquisadores de diversas instituições do Brasil Coordenação Geral: Profa. Dra . Belita Koiller - Instituto de Física/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Integrante / Amir Ordacgi Caldeira - Integrante / Belita Koiller - Coordenador., Financiador(es): (CNPq) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2016 - 2019

  Eletrodinâmica quântica de cavidades: processos com átomos individuais e efeitos coletivos em ensembles atômicos, Descrição: As pesquisas aqui propostas estão dentro da área "Eletrodinâmica quântica de cavidades - EQC", e podem ser divididas em três partes: i) EQC com átomos/quantum dots individuais: investigaremos processos em EQC com poucos átomos ou quantum dots em cavidades ópticas, investigando possibilidade de se implementar processos de informação quântica e também processos de transparência eletromagneticamente induzida. ii) EQC com qubits supercondutores: nesse tópico investigaremos processos de EQC com qubits supercondutores onde é possível obter regimes de acoplamento átomo-campo muito forte, isto é, regimes onde a energia de interação entre qubit-campo pode ser da mesma ordem da energia do átomo (qubit supercondutor) e/ou do campo. Esse sistema tem chamado muito a atenção da comunidade de óptica quântica visto que permite novos regimes de acoplamento, com novos fenômenos físicos, além de ser um forte candidato para a implementação de algoritmos de computação quântica. iii) EQC com ensembles atômicos: aqui investigaremos a dinâmica de ensembles atômicos em cavidades anelares com átomos de estrôncio, dando especial atenção a efeitos coletivos.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (1) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador., Financiador(es): (CNPq) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.

• 2014 - 2020

  Desenvolvimento de Sensores Quânticos com Átomos Ultra-frios, Descrição: Esta proposta visa tornar a tecnologia de sensores quânticos uma realidade. À frente da revolução quântica antecipada em aplicações comerciais, pretendemos criar um consórcio de pesquisa para lidar com duas vertentes de investigações específicas: (i) Análise e implementação de novas ideias para sensores quânticos baseados em átomos frios interagindo com cavidades ópticas e investigações para a primeira utilização dupla de sensores para metrologia e interferometria gravitacional com novas aplicações possíveis; (ii) demonstração de novas técnicas e estratégias para miniaturização e simplificação de sensores quânticos baseados em átomos aprisionados em nanopotenciais plasmônicos. Os sistemas realizados permitirão estudos fundamentais em novos regimes da eletrodinâmica quântica em cavidades e em ondas evanescentes.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (3) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (3) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Integrante / Philippe Wilhelm Courteille - Coordenador / John Weiner - Integrante / Daniel Varela Magalhães - Integrante., Financiador(es): (FAPESP) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2013 - 2016

  TRANSIÇÃO QUÂNTICO-CLÁSSICO, TRANSPARÊNCIA ELETROM. INDUZIDA E TERMALIZAÇÃO EM CADEIAS DE SPINS, Descrição: As pesquisas propostas nesse projeto podem ser divididas nos seguintes temas: i) Transição quântico-clássico: investigaremos os limites de classicalidade para o campo em cavidades e sua dependência com o aumento do número de átomos, bem como a investigação do fenômeno da biestabilidade presente em modelos semi-clássicos que descrevem a interação entre átomos de dois ou três níveis e um campo submetido a um bombeio linear externo. Também investigaremos como o regime de acoplamento super forte modifica tais limites de classicalidade; ii) Transparência eletromagneticamente induzida com poucos átomos: simultaneamente ao tópico citado acima investigaremos o fenômeno da EIT com poucos átomos em cavidades, primeiramente investigando o controle das propriedades estatísticas do campo usando EIT e em seguida as diferenças entre os modelos quântico e semi-clássico para EIT em cavidades. No modelo semi-clássico, válido quando se tem muitos átomos dentro da cavidade, a biestabilidade depende da intensidade do campo de controle, presente nos experimentos de EIT. Investigaremos então possíveis aplicações dessa biestabilidade controlável no contexto de informação quântica.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (2) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador., Financiador(es): (CNPq) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.

• 2012 - 2014

  Dinâmica de Sistemas Quânticos Abertos: Transição Quântico-Clássico e Transparência Eletromagneticamente Induzida em Cavidades Ópticas, Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (2) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro., Número de produções C, T & A: 3

• 2010 - 2013

  Dinâmicas dissipativas em eletrodinâmica quântica de cavidades: engenharia de reservatórios, correlações quânticas e transparência eletromagneticamente induzida com um único átomo, Descrição: Projeto de bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa., Número de produções C, T & A: 1

• 2009 - 2010

  Geração de estados emaranhados entre átomos aprisionados em cavidades ópticas distintas, Descrição: Projeto de pós doutorado realizado no Instituto Max-Planck de Óptica Quântica, Garching, Alemanha, junto ao grupo de dinâmica Quântica, liderado pelo prof. Dr. G. Rempe. Como o título indica, o objetivo desse projeto é investigar teoricamente diferentes esquemas para a geração de estados emaranhados entre átomos aprisionados em cavidades ópticas distintas.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador., Financiador(es): Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Bolsa., Número de produções C, T & A: 3

• 2008 - 2010

  Engenharia de reservatórios e evoluções livres de decoerência em eletrodinâmica quântica de cavidades, Descrição: Projeto de Mestrado - Daniel Zini Rossatto. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador / Daniel Zini Rossatto - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Bolsa., Número de produções C, T & A: 2

• 2007 - 2010

  Engenharia de Interações e Fases Geométricas, Descrição: Projeto de bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa., Número de produções C, T & A: 14

• 2006 - 2010

  Óptica e informação quânticas com átomos, íons e campos, Descrição: Projeto Temático - FAPESP, Processo No. 05/04105-5 - Coordenador: Prof. Dr. Salomon S. Mizrahi (UFSCar).. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (5) / Doutorado: (10) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Integrante / Miled Hassan Youssef Moussa - Integrante / Roberto Meneses Serra - Integrante / Reginaldo Jesus Napolitano - Integrante / Salomon Sylvain Mizrahi - Coordenador / Mickel Abreu de Ponte - Integrante / Viktor Dodonov - Integrante / Alexandre Cacheffo - Integrante / Alexander Victorovich Dodonov - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  Instituto do Milênio em Informação Quântica, Descrição: Projeto financiado pelo CNPq (Processo No. 420248/2005-6) que envolve diversos grupos de pesquisa de diferentes instituições (UNICAMP, IF-USP, IFSC-USP, UFSCar, LNLS, UFRJ, UFF, UERJ, CBPF, UFMG, UFPe, UFAL) - Coordenador: Prof. Dr. Amir Ordacgi Caldeira (UNICAMP); Vice-Coordenador: Prof. Dr. Luis Davidovich (UFRJ).. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Integrante / Miled Hassan Youssef Moussa - Integrante / Salomon Sylvain Mizrahi - Integrante / Amir Ordacgi Caldeira - Coordenador / Luis Davidovich - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2004 - 2007

  Engenharia de Interações e Fases Geométricas, Descrição: Projeto com apoio do Programa Integrado de Apoio ao Docente Recém Doutor - PIADRD-ProPGP/UFSCar (Processo ProPGP n 401/ 2004 - Coordenador: Prof. Dr. Celso Jorge Villas Boas).. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador / Fabiano de Oliveira Prado - Integrante / Ricardo Luciano Rodrigues - Integrante / Larissa Maehara - Integrante / Fabrício Ramos - Integrante / Camila Miranda Carvalho - Integrante., Financiador(es): Universidade Federal de São Carlos - Auxílio financeiro., Número de produções C, T & A: 3

• 2004 - 2005

  Átomos, íons e campos em armadilhas e cavidades, Descrição: Projeto Temático - FAPESP, Processo No. 00/15084-5 - Coordenador: Prof. Dr. Salomon S. Mizrahi (UFSCar).. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (11) / Doutorado: (7) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Integrante / Miled Hassan Youssef Moussa - Integrante / Roberto Meneses Serra - Integrante / Gilberto Aparecido Prataviera - Integrante / Reginaldo Jesus Napolitano - Integrante / Salomon Sylvain Mizrahi - Coordenador / Mickel Abreu de Ponte - Integrante / Viktor Dodonov - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

Projetos de desenvolvimento

• 2023 - Atual

  MAI/DAI - Algoritmos Quânticos e de Inteligência Artificial Aplicados a Problemas de Logística Industrial, Descrição: Neste projeto trabalharemos com algoritmos quânticos e de Inteligência Artificial (IA), por exemplo aprendizado de máquina quântico, especialmente aplicado a processamento de dados e soluções para problemas de logística. A computação quântica (CQ) é uma área que tem se desenvolvido fortemente nos últimos anos mas que ainda demanda muita pesquisa acadêmica. Desse modo, com o presente projeto trabalharemos conceitos fundamentais da CQ aliados a problemas reais da indústria, de modo a buscarmos soluções que possam ser implementadas a médio prazo. Por fim, além da pesquisa científica a ser desenvolvida, este projeto visa formar profissionais nesta área, que tem grande potencial para ajudar a resolver problemas complexos.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (6) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador., Financiador(es): (CNPq) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.

• 2023 - Atual

  MAI/DAI - Desenvolvimento de um dispositivo de distribuição de chaves quânticas para comunicações seguras, Descrição: Esse projeto faz parte de um projeto maior, que visa o desenvolvimento de um dispositivo para a distribuição de chaves quânticas para comunicações intrinsecamente seguras. Para alcançar esse objetivo, o Grupo de Óptica Quântica e Informação Quântica da UFSCar já vem trabalhando em parceria com o Centro von Braun há mais de 2 anos, tendo incluise desenvolvido partes importantes do dispositivo em questão. Com o presente projeto de doutorado investigaremos então novos protocolos que sejam viáveis para comunicação em fibras ópticas e no espaço livre com fontes de fótons individuais e com lasers atenuados. Contamos ainda com parcerias importantes como o Grupo de Óptica Quântica experimental da UFMG e o Grupo de Fotônica da UNICAMP.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (4) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador / Filippo Ghiglieno - Integrante., Financiador(es): (CNPq) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.

• 2021 - Atual

  Desenvolvimento de Tecnologias e Algoritmos Quânticos, Descrição: Nesse projeto trabalhamos com os princípios fundamentais da Mecânica Quântica e investigaremos aplicações tecnológicas. A área de informação quântica vem chamando a atenção de grandes empresas internacionais e tem levado diversos governos (dos EUA, da Alemanha, China, Holanda, etc) a desenvolverem "iniciativas quânticas" bilionárias para poderem aproveitar todo o potencial dessas novas tecnologias. Os recentes avanços na construção de computadores quânticos, evidenciados principalmente em duas publicações recentes, a primeira de uma equipe da Google em 2019 e a segunda de uma equipe chinesa em 2020, tem permitido fala na tão sonhada supremacia quântica, isto é, a capacidade de resolver problemas que supercomputadores atuais não são capazes de resolver. Na área de comunicação, empresas como a IDQuantique (Suiça) já comercializa aparelhos de criptografia quântica para fins de testes em situações reais. Também já é possível fazer comunicação quântica via satélites, como demonstrado recentemente pela mesma equipe chinesa citada anteriormente. Também há a área de sensores quânticos, como gravímetros e sensores de campos magnéticos extremamente fracos. Todas essas tecnologias baseiam-se em princípios fundamentais da Mecânica Quântica, como superposição de estados e estados emaranhados, e estão transformando empresas ao redor do mundo, no que está sendo chamado de "segunda revolução quântica". No Brasil, a área ainda está restrita ao ambiente acadêmico, de todo que, se não agirmos rapidamente, ficaremos totalmente dependentes das tecnologias desenvolvidas no exterior.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (2) . , Integrantes: Celso Jorge Villas-Bôas - Coordenador / Romain Pierre Marcel Bachelard - Integrante.

Prêmios