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docencia

Tecnologías de la Información Cuántica optativa de Grado

Desde el curso 2025–26 coordino la asignatura optativa “Tecnologías de la Información Cuántica” (20741) del Grado en Física de la UAM. El curso sigue el libro Quantum Physics de Alexander Lvovsky (capítulos 1, 2, 3 y 5):

  1. Postulados de la mecánica cuántica
  2. Entrelazamiento y sus aplicaciones
  3. Sistemas cuánticos abiertos y decoherencia
  4. Oscilador armónico cuántico e imagen de Heisenberg

Advanced Quantum Communications conferencia

Conferencia en la DPG Physics School on Applied Photonics, Bad Honnef (Alemania), septiembre de 2026: de la descripción cuántica de la luz y la fotodetección (POVMs) a la distribución cuántica de claves — BB84, fuentes coherentes atenuadas frente a fuentes de fotones individuales, estados señuelo e hitos experimentales recientes.

Transparencias · notebook de Mathematica con gráficas y simulaciones

Fotones en computación cuántica conferencia

Conferencia invitada “Fotones en computación cuántica: tecnología y perspectivas” en el Curso de Verano de la UPV/EHU “Quantum Computing: from Fundamentals to Applications”, San Sebastián, septiembre de 2025: codificación de cúbits fotónicos y puertas de óptica lineal, fuentes anunciadas frente a deterministas y luz comprimida (estados GKP), detectores de fotones individuales y con resolución en número, boson sampling frente a computación basada en medidas sobre estados cluster, y las plataformas de PsiQuantum, Quandela y Xanadu.

Transparencias

Tecnologías Cuánticas de Estado Sólido Máster

Desde el curso 2024–25, en el Máster en Física de la Materia Condensada y de los Sistemas Biológicos, asignatura coordinada por la Prof. Elena del Valle: (I) teoría de las tecnologías cuánticas (E. del Valle), (II) computación cuántica (Prof. Eduardo Lee) y (III) comunicaciones cuánticas (C. Antón-Solanas):

  1. Estadística del número de fotones
  2. Experimento HBT y aplicaciones
  3. Experimento HOM y aplicaciones
  4. Emisión de fotones individuales con fuentes deterministas (I)
  5. Emisión de fotones individuales con fuentes deterministas (II)
  6. Caracterización del entrelazamiento y puertas fotónicas
  7. Entrelazamiento espín-fotón en estado sólido

Bibliografía: Steck, Quantum and Atom Optics; Grynberg, Aspect y Fabre, Introduction to Quantum Optics; Scully y Zubairy, Quantum Optics; Meystre y Sargent, Elements of Quantum Optics; Cohen-Tannoudji et al., Photons and Atoms; Loudon, The Quantum Theory of Light; Allen y Eberly, Optical Resonance and Two-Level Atoms.

TFG y TFM

Escríbenos si quieres hacer tu TFG o TFM con experimentos de óptica cuántica — el mejor momento es durante 3.º (TFG) o 4.º curso (TFM). Temas que ofrecemos cada año:

Prácticas externas y becas de iniciación

Escríbenos si quieres hacer prácticas externas curriculares: con tiempo suficiente, las diseñamos juntos según tus intereses. Para iniciarte en la investigación durante 4.º (contacta al final de 3.º):

fotones individuales, en píxeles

Un punto cuántico emite un fotón por pulso láser. En el divisor de haz va por un camino o por el otro — nunca por los dos —, así que D1 y D2 nunca hacen clic en el mismo pulso. Ese es el pico que falta en retardo cero: g⁽²⁾(0) ≈ 0, la firma Hanbury Brown–Twiss de una fuente de fotones individuales.

dos fotones, un divisor de haz

Dos fotones de color aleatorio entran en un divisor de haz 50:50 por lados distintos. Cuando son idénticos (mismo color), sus caminos interfieren y siempre salen juntos: D1 y D2 nunca hacen clic a la vez. Cuando son distinguibles (colores distintos), cada uno elige por su cuenta: 25 % ambos transmitidos, 25 % ambos reflejados, 25 % ambos a D1, 25 % ambos a D2 — así que la mitad de las veces hay coincidencia. Esa coincidencia que falta para fotones idénticos es el efecto Hong–Ou–Mandel, nuestra prueba diaria de indistinguibilidad de fotones.

una clave secreta, fotón a fotón

BB84, el primer protocolo de distribución cuántica de claves. Alice codifica cada bit aleatorio en la polarización de un fotón individual, eligiendo al azar la base rectilínea (+: H = 0, V = 1) o la diagonal (×: D = 0, A = 1). Bob mide cada fotón en una base también aleatoria. Después comparan las bases en público — nunca los bits — y se quedan solo con las rondas en que coinciden: la clave cribada. Una espía, Eve, que intercepta un fotón también tiene que adivinar la base; la mitad de las veces se equivoca, perturba el estado y el fotón que reenvía da a Bob el bit erróneo con probabilidad 1/2. Si interceptara todos los fotones, la tasa de error (QBER) sería del 25 %; aquí intercepta la mitad, así que el QBER pasa de 0 % a ~12 %, por encima del umbral de seguridad de ~11 %: Alice y Bob la detectan y descartan la clave. Es una consecuencia del teorema de no clonación.