Quantum Contact System: Exploratory Framework for Non-Classical Photonic Signal Detection / Sistema Quantum Contact: Marco Exploratorio para la Detección de Señal Fotónica No Clásica
Bilingual exploratory working paper presenting the Quantum Contact System (QCS), an experimental framework for detecting and characterising anomalous structure in differential photonic signals using a dual-photodiode balanced receiver. The document includes the experimental setup, signal-processing pipeline, session results, statistical analysis, control protocol, and a speculative frozen-photon / quantum-memory transmission hypothesis. All claims are presented at exploratory level and require further controlled replication. Documento exploratorio bilingüe sobre el Sistema Quantum Contact (QCS), un marco experimental para detectar y caracterizar estructura anómala en señales fotónicas diferenciales mediante un receptor balanceado de dos fotodiodos. Incluye montaje experimental, proceso de señal, resultados de sesión, análisis estadístico, protocolo de control y una hipótesis especulativa basada en memoria cuántica / "fotón congelado". Todas las afirmaciones se presentan a nivel exploratorio y requieren replicación controlada.
Bilingual exploratory working paper presenting the Quantum Contact System (QCS), an experimental framework for detecting and characterising anomalous structure in differential photonic signals using a dual-photodiode balanced receiver. The document includes the experimental setup, signal-processing pipeline, session results, statistical analysis, control protocol, and a speculative frozen-photon / quantum-memory transmission hypothesis. All claims are presented at exploratory level and require further controlled replication. Documento exploratorio bilingüe sobre el Sistema Quantum Contact (QCS), un marco experimental para detectar y caracterizar estructura anómala en señales fotónicas diferenciales mediante un receptor balanceado de dos fotodiodos. Incluye montaje experimental, proceso de señal, resultados de sesión, análisis estadístico, protocolo de control y una hipótesis especulativa basada en memoria cuántica / "fotón congelado". Todas las afirmaciones se presentan a nivel exploratorio y requieren replicación controlada.
This record contains a bilingual (EN/ES) protocol paper for the QuantumContact framework. The system digitises a double-slit interference field into optical sensor time series (S1–S3) plus a phase marker (S4) defining rest (S4=0) vs observation (S4=1). H1 tests observation-linked micro-stabilisation in S2 using micro-stochastic metrics (ΔCV, rolling variability, z-spikes) with spatial selectivity controls (S1). H2 tests EEG-linked micro-coherence using continuous correlation (Spearman) between ATT/MED and rolling micro-variability, gated via permutation p-values and selectivity (S1 control). H3 (TORUS/BEACON) formalises an active protocol where potential external influences are treated as binarisable anomaly signatures ("signal/no-signal"), strictly gated by statistical criteria; interpretive "levels" are secondary labels, not evidence of origin. Related public DOIs (examples): https://doi.org/10.5281/zenodo.17887428 https://doi.org/10.5281/zenodo.17904842 https://doi.org/10.5281/zenodo.18290126 Este registro contiene un paper bilingüe (EN/ES) de protocolos del marco QuantumContact. El sistema digitaliza el campo de interferencia de la doble rendija en series temporales de sensores ópticos (S1–S3) más un marcador de fase (S4) que define reposo (S4=0) vs observación (S4=1). H1 contrasta micro-estabilización en S2 asociada a observación mediante métricas micro-estocásticas (ΔCV, variabilidad móvil, z-spikes) con control de selectividad espacial (S1). H2 evalúa micro-coherencia ligada a EEG con correlación continua (Spearman) entre ATT/MED y micro-variabilidad móvil, filtrada por p-values de permutación y selectividad (S1 como control). H3 (TORUS/BEACON) formaliza un protocolo activo donde posibles influencias externas se tratan como firmas binarizables ("señal/no señal"), filtradas estrictamente por criterios estadísticos; los "niveles" son etiquetas interpretativas, no prueba de origen.
En esta Tesis se presentan los resultados de implementaciones ópticas de algoritmoscuánticos, orientadas a protocolos de comunicación y procesamiento cuántico de la información. En particular, se estudiaron algoritmos cuánticos basados en entrelazamiento y se analizó la interacción del sistema cuántico en cuestión con distintos entornos ruidosos. Estas investigaciones se realizaron en forma mixta, tanto experimental como teórica, contemplando etapas de interacción del sistema con entornos controlados. Se realizaron experimentos de teleportación cuántica y distribución cuántica de claves (QKD), con el propósito de ganar experiencia en la manipulación y control de sistemas cuánticos. A partir de estos experimentos, se demostraron algoritmos eficientes y robustos ante entornos ruidosos que generan decoherencia en el recurso entrelazado. Para llevar a cabo estos experimentos, se desarrolló una fuente de pares de fotones entrelazados en polarización, basada en el proceso de conversión paramétrica descendente. La utilización de fotones como recurso físico permite la codificación de qubits en diversos grados de libertad de los mismos. En los experimentos realizados en esta Tesis, a partir de un único fotón se codificaron dos qubits en los grados de libertad de polarización y momento lineal del mismo. Para representar la interacción del sistema con un entorno local, se utilizaron los dos grados de libertad de polarización y camino para representar el sistema y el entorno, respectivamente. Estas interacciones se producen en arreglos experimentalesbasados en óptica lineal. Los arreglos experimentales diseñados e implementados permitieron un estudio versátil de los distintos protocolos propuestos, y un control sistemático de los entornos. Se estudiaron las condiciones para las cuales la dinámica del sistema era robusta frente al ruido y la acción del mismo sobre el desempeño de estos protocolos. En particular se realizó un estudio de la eficiencia del protocolo de teleportación bajo distintos tipos e intensidades de interacción con un entorno, pudiendo obtener condiciones para las cuales el sistema presenta baja sensibilidad a ciertos tipos de ruido. Asimismo, para el caso de distribución cuántica de claves, la interacción del sistema con el entorno nos permitiómodelar la acción de un espía y estudiar la seguridad de protocolos de QKD. La evolución de los sistemas cuánticos inducida por la interacción con entornos locales genera decoherecia, afectando el grado de entrelazamiento inicial y su utilización como recurso cuántico. Se estudiaron entonces distintas condiciones de ruido cuántico y su efecto sobre el entrelazamiento de un sistema, obteniendo una relación entre la "muerte del entrelazamiento" y canales efectivos capaces de romper completamente el entrelazamiento, para sistemas de dos qubits. Estos resultados permitieron anticipar qué estados pueden sufrir muerte del entrelazamiento o no para una dada evolución. Conocer de antemano el estado inicial y/o el canal cuántico que afecta el recurso entrelazado permite elegir demanera óptima los parámetros necesarios para un procesamiento cuántico eficiente de la información. La base de todos los experimentos realizados es una fuente de pares de fotones entrelazados y un arreglo óptico confiable y versátil basado en óptica lineal. El control sobre los estados fotónicos generados se realiza interferométricamente y en polarización. El dominio de estas técnicas de control de estados cuánticos es un resultado en sí mismo y el arreglo experimental desarrollado se presenta como una plataforma robusta para el estudio de la dinámica de procesos cuánticos. A modo de síntesis, entendemos que en el desarrollo de esta Tesis de Doctorado secumplieron los dos objetivos propuestos: por un lado estudiar la influencia de procesos de decoherencia e interacción con entornos en la eficiencia de algoritmos de información cuántica y por otro desarrollar herramientas ópticas para el estudio e implementación eficiente de estos algoritmos.
Las últimas dos décadas han sido testigos de tremendos avances y desarrollos en la ciencia y tecnología de la información cuántica, debido principalmente al uso de recursos físico-cuánticos, tales como la coherencia y el entrelazamiento. La formalización del concepto de computación cuántica universal por D. Deutsch en 1985 ha madurado hacia iniciativas comerciales que apuntan a acelerar la implementación física de una computadora cuántica práctica. Hasta ahora, dicha tecnología cuántica se ha impulsado como procesadores de información que se basan principalmente en bits cuánticos (qubits) superconductores. Otros desarrollos hacen uso de los estados cuánticos de los fotones en conjunción con otros registradores cuánticos basados en electrones, átomos, moléculas, sistemas artificiales, entre otros. Aunque, para cualquier caso, las tecnologías de qubit múltiples aún están bajo intensa investigación y desarrollos en los que la temperatura y el tamaño del registrador cuántico son cuestiones esenciales. Sin embargo, toda posible implementación física de dispositivos de procesamiento de información cuántica tiene en común las propiedades fundamentales de los sistemas cuánticos: interferencia, coherencia y entrelazamiento. En esta tesis, tratamos el estudio de la coherencia cuántica y el entrelazamiento en qubits (codificados en base a la polarización) y los materiales cuánticos (que operan a temperatura ambiente) para analizar el papel de las correlaciones cuánticas y la decoherencia para fines de procesamiento de información. La investigación actual se divide en dos partes principales: la primera comienza con el análisis de la influencia de un medio birrefringente sobre el entrelazamiento de un estado de qubit fotónico. Empleamos una fibra que mantiene la polarización (PMF) como un entorno de decoherencia para probar el modelo teórico en el que la simetría del acoplamiento entre el entorno y el qubit define la muerte y reactivación de las correlaciones de información. Este hallazgo establece una herramienta para mantener el entrelazamiento independiente de la longitud de la fibra empleando las propiedades de simetría del sistema físico. Como complemento, para demostrar que el entrelazamiento no es el único factor crucial en los esquemas de información, empleamos el juego del dilema del prisionero (en un espacio de estrategia de dos parámetros y extendido hasta tres) para demostrar que las ventajas cuánticas en este protocolo son debido a la superposición cuántica en lugar del entrelazamiento del sistema físico. Aquí también presentamos una configuración experimental con fotones para verificar nuestros hallazgos con qubits fotónicos. La segunda parte de la tesis examina un nuevo nanomaterial que podría servir de puente para la interacción de fotones y electrones hacia una representación física de qubits fotónicos condicionados mediante registros externos (como electrones o iones). La primera etapa en esta dirección considera la implementación de emisores de fotones individuales. Sin embargo, antes de esto es necesario reconocer las capacidades fotofísicas de las Perovskites como estructura seleccionada. Como complemento, la novedad de esta nanoestructura nos permite dar respuestas a algunas preguntas abiertas en esta dirección de caracterización en el marco de esta investigación. Las perovskitas de MA-haluro (metilamonio-haluro) están estructuralmente formadas por pequeños dominios que van desde tamaños de nano a micrómetros y que presentan una fuerte intermitencia de fotoluminiscencia (Blinking). Atribuimos esta respuesta a la recombinación noradiativa de Auger de electrones adicionales fotogenerados en un proceso de relleno de trampas ocasionadas por defectos o móvimiento de iones. Esto lo verificamos mediante la aplicación de una capa absorbente (quencher) de cargas de PCBM (fenil-éster metílico del ácido butírico C61), lo que resultó en una disminución considerable del parpadeo. También proporcionamos una técnica novedosa para la observación en tiempo real del efecto del movimiento de iones sobre este material. Adicionalmente, este comportamiento indica condiciones adecuadas para la existencia de pocos emisores que son útiles en protocolos cuánticos y se convierten en una motivación para analizar y explicar este fenómeno. Luego, preparamos dos composiciones químicas de perovskitas inorgánicas con un alto orden estructural para explorar las condiciones necesarias para producir un emisor cuántico con este material. Visualizamos las muestras a través de microscopía electrónica, y ambos sistemas se caracterizaron espectralmente para disminuir las diluciones hasta observar la intermitencia de la emisión. Se verificó el comportamiento no clásico de la emisión empleando un interferómetro Hanbury-Brown y Twiss mediante la medición del grado de función de correlación de coherencia de segundo orden. Finalmente, pero no menos importante, la información adicional presenta los laboratorios implementados durante esta investigación doctoral y el prototipo de un dispositivo de conteo de señales para analizar las coincidencias temporales en eventos fotónicos correlacionados.
This bilingual working paper introduces the Baenacock Trajectory-Memory Hypothesis, a conceptual framework proposing that photons and electrons arriving at Earth may carry partial, degraded, physically encoded traces of their origin, propagation, and prior interactions. The paper frames this idea as an exploratory hypothesis connected to R Quantum Contact, quantum interpretation, and informational traces in particle states. It does not claim experimental confirmation, but presents a structured basis for future theoretical and experimental development. Este documento de trabajo bilingüe presenta la Hipótesis Baenacock de Memoria de Trayectoria, un marco conceptual que propone que fotones y electrones que llegan a la Tierra pueden portar huellas parciales, degradadas y físicamente codificadas de su origen, propagación e interacciones previas. El texto plantea la idea como hipótesis exploratoria vinculada a R Quantum Contact, la interpretación cuántica y las trazas informacionales en estados de partículas. No afirma confirmación experimental, sino que establece una base estructurada para desarrollo teórico y experimental futuro.
En este trabajo se estudia la reconstrucción tomográfica de funciones en el espacio de fase a partir de mediciones experimentales basadas en la Transformada Fraccionaria de Fourier (TFrF). El espacio de fase permite describir sistemas físicos mediante variables conjugadas, denominadas cuadraturas, y en este marco la Función de Distribución de Wigner (WDF) constituye una herramienta fundamental para la caracterización de señales ópticas. Mediante un montaje óptico paraxial, se implementan TFrF de distintos órdenes sobre una señal clásica, las cuales pueden interpretarse como rotaciones en el espacio de fase. En el marco teórico, las proyecciones obtenidas para diferentes ángulos permiten reconstruir la WDF mediante la transformada inversa de Radón. Como sistema de estudio se considera una señal compuesta por dos haces gaussianos. La WDF reconstruida experimentalmente se compara con su correspondiente predicción teórica mediante un factor de similitud definido sobre matrices de datos, obteniéndose un valor S = 0.64. Este resultado indica una correlación global moderada entre la distribución experimental y la teórica, lo que evidencia que el esquema experimental y el procedimiento de reconstrucción tomográfica empleados permiten capturar de manera consistente las principales características de la distribución en el espacio de fase. El trabajo demuestra la viabilidad de reconstruir funciones de Wigner a partir de TFrF implementadas de manera puramente espacial.