Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2006. Inclui bibliografia. / Submitted by Thaíza da Silva Santos (thaiza28@hotmail.com) on 2009-10-09T02:09:38Z No. of bitstreams: 1 2006_Nanderson Syrlon Pereira.pdf: 800785 bytes, checksum: 0e5cdb4f26f0e0e58651066d13f25698 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2011-01-17T14:34:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Nanderson Syrlon Pereira.pdf: 800785 bytes, checksum: 0e5cdb4f26f0e0e58651066d13f25698 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-17T14:34:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Nanderson Syrlon Pereira.pdf: 800785 bytes, checksum: 0e5cdb4f26f0e0e58651066d13f25698 (MD5) Previous issue date: 2006-06 / Utilizamos o formalismo da dinâmica de campos térmicos para introduzir o efeito de temperatura em estados de superposição do campo eletromagnético. Introduzimos e analisamos os efeitos térmicos na estatística dos estados de superposição compostos pelos estados coerentes e estados número. Adicionada a essa análise estatística, obtemos a distribuição de probabilidade térmica para a superposição de dois estados número, estados coerentes e superposição de estados coerentes e estados número. Além disso, mostramos como a prescrição da DCT apresenta-se prática na implementação das contrapartidas térmicas para os estados do campo eletromagnético quantizado. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / We use the formalism of the thermal field dynamics (TFD) to introduce the effect of temperature in states of overlapping of the electromagnetic field. We introduce and analyze the thermal effect in the statistics of the states of overlapping formed for the coherent states and states number. Added to this analysis statistics, we get the distribution of thermal probability for the overlapping of two states number, states coherent and overlapping of states coherent and states number. Moreover, we show as the formalism of the TFD is presented practical in the implementation of the thermal counterparts for the states of the quantized electromagnetic field.

Fazendo uso da equivalência entre um potencial não-local e um potencial dependente da velocidade, mostramos como construir um potencial não-local capaz de gerar estados comprimidos. No contexto do modelo de Jaynes-Cummings que descreve a interação quântica de um único átomo de dois níveis com um único modo do campo eletromagnético quantizado, mostrando uma nova característica no comportamento dinâmico da inversão atômica, quando o campo é preparado em um estado coerente comprimido par. Usando o modelo de Jaynes-Cummings propomos um método para estudar o estado quântico e a variância do operador de fase, através da medida da distribuição de momento de átomos espalhados, proveniente da interação de um feixe atômico com um único modo do campo eletromagnético via interação de dois fótons. / Exploring the equivalence between a non-local and a velocity-dependent potential we show how to construct a non-local potential, which is able to generate squeezed states. In the context of the Jaynes-Cummings model we describe the quantum interaction of a single two-level atom with a single mode of a quantum electromagnetic field, showing a new feature in the dynamical behavior of atomic inversion when the electromagnetic field is prepared in an even squeezed coherent state. By using the Jaynes-Cummings model, a method to study quantum state and variance of the phase operator is proposed. The method consists in measuring the momentum distribution of atoms resulting from the interaction of a prepared atomic beam with a single mode electromagnetic field via two-photon interaction.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1830.pdf: 1055624 bytes, checksum: d961947950314e3c5ea3a35688a70b9c (MD5) Previous issue date: 2008-03-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / Nesta dissertação abordamos o tema da engenharia de Hamiltonianos e sua utilização para a implementação de portas lógicas quânticas. Especificamente, tratamos três sistemas distintos: no primeiro, consideramos um íon armadilhado numa cavidade, com seus níveis eletrônicos sujeitos a um processo de amplificação linear; nos segundo, retomando o sistema de um íon armadilhado numa cavidade, consideramos que a interação da matéria com os campos de radiação e vibração dão-se de forma dispersiva. O primeiro sistema foi utilizado para a engenharia de interações entre os campos de radiação e vibração. Aplicações dos Hamiltonianos efetivos construídos são apresentadas. Através do segundo sistema mostramos como construir portas de fase e CNOT, pelas quais utililizamos os estados vibracionais para o controle dos estados eletrônicos e vice-versa. Através da duplicação desse sistema, mostramos como teletransportar o estado vibracional de um íon para outro armadilhados em cavidades distintas. Notamos que o nosso protocolo de teletransporte prescinde da necessidade de mapear o estado vibracional a ser teletransportado para o modo da cavidade, diminuindo o número de passos necessários para a efetivação do processo. No terceiro sistema mostramos como implementar portas de fase e CNOT que se utilizam dos estados eletrônicos (vibracionais) de um dos íons para o controle dos estados vibracionais (eletrônicos) do outro. Por fim, mostramos como preparar os estados da base de Bell para os graus de liberdade vibracionais de ambos os íons.

Fazendo uso da equivalência entre um potencial não-local e um potencial dependente da velocidade, mostramos como construir um potencial não-local capaz de gerar estados comprimidos. No contexto do modelo de Jaynes-Cummings que descreve a interação quântica de um único átomo de dois níveis com um único modo do campo eletromagnético quantizado, mostrando uma nova característica no comportamento dinâmico da inversão atômica, quando o campo é preparado em um estado coerente comprimido par. Usando o modelo de Jaynes-Cummings propomos um método para estudar o estado quântico e a variância do operador de fase, através da medida da distribuição de momento de átomos espalhados, proveniente da interação de um feixe atômico com um único modo do campo eletromagnético via interação de dois fótons. / Exploring the equivalence between a non-local and a velocity-dependent potential we show how to construct a non-local potential, which is able to generate squeezed states. In the context of the Jaynes-Cummings model we describe the quantum interaction of a single two-level atom with a single mode of a quantum electromagnetic field, showing a new feature in the dynamical behavior of atomic inversion when the electromagnetic field is prepared in an even squeezed coherent state. By using the Jaynes-Cummings model, a method to study quantum state and variance of the phase operator is proposed. The method consists in measuring the momentum distribution of atoms resulting from the interaction of a prepared atomic beam with a single mode electromagnetic field via two-photon interaction.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-04-22T17:25:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Bruna Gabrielly Moraes Araujo.pdf: 1520286 bytes, checksum: 8710e7e722157c16863f72b3fa57f732 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T17:25:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Bruna Gabrielly Moraes Araujo.pdf: 1520286 bytes, checksum: 8710e7e722157c16863f72b3fa57f732 (MD5) Previous issue date: 2015-08-04 / CNPQ / Nesta dissertação, tratamos da computação quântica em variáveis contínuas empregando a armadilha de íons como plataforma física. A proposta central deste trabalho consiste na sistematização de uma toolbox com portas lógicas gaussianas a partir da manipulação coerente dos modos de vibração de um íon aprisionado. Através da irradiação de feixes de lasers clássicos monocromáticos e bicromáticos em um íon confinado, propomos portas lógicas gaussianas análogas às operações de ótica linear e não linear. Relacionamos essas portas lógicas a operações já bem conhecidas do caso discreto, tais como transformada de Fourier, gates CNOT e CPHASE. A execução de cada uma dessas operações lógicas é selecionada pela frequência do laser de interação e pelo parâmetro de Lamb-Dicke. Reunindo todas as operações obtidas, gaussianas e não gaussianas, mostramos ser possível com nosso sistema simular hamiltonianas descritas por um polinômio em cada coordenada do espaço de fase, permitindo com isso a realização de dinâmicas hamiltonianas polinomiais nesse espaço. / In this monography, we propose the realization of quantum computation over continuous variables using the ion trap as physical platform. The central idea of our work is to provide a toolbox of Gaussian logic gates from the coherent manipulation of the vibrational modes of a trapped ion. By irradiating monochromatic and bichromatic classical laser beams in a confined ion, we propose gaussian logic gates similar to the operations of linear and nonlinear optics. We connect these gates with operations already employed in the discrete case, such as Fourier, CNOT and CPHASE gates. The execution of each of these logical operations is selected by the frequency of the interacting laser and the Lamb-Dicke parameters. Bringing together all the proposed operations, Gaussian and non-Gaussian, we show the simulation of Hamiltonians with polynomial expansion in the phase space coordinates.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Paulo Estevao Weber.pdf: 2778005 bytes, checksum: 18a0fa4b6212e96fa01862634c242aa3 (MD5) Previous issue date: 2007-07-20 / A feasible scheme for generating squeezed states of superposiçãao displaced in superconducting cavities is presented. The characteristics and properties, especially the non-classical, are studied by means of the Wigner function and Q parameter of Mandel. The probability of successful generation of such superposition are also considered. / Um esquema factível de geração de superposiçãao de estados comprimidos deslocados em cavidades supercondutoras é apresentado. As características e propriedades, em especial as não clássicas, são estudadas por meio da funcão de Wigner e parâmetro Q de Mandel. A probabilidade de sucesso de geracão de tal superposição também são consideradas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRLR.pdf: 1879706 bytes, checksum: 7429ed68f36eaaee955f0556239e63cc (MD5) Previous issue date: 2004-04-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work we consider the problem of a three-level trapped ion inside a high- Q cavity. We study the process of phonon-foton-matter interaction mediated by a classical field. We are particularly interested in the engineering process of two excitation changes, phonons and/or photons, which result in squeezing of the cavity mode and/or the vibrational field. The adiabatic aproximation is employed to obtain simplified effective Hamiltonians. / Nesta dissertação abordamos o problema de um íon de três níveis armadilhado e inserido em uma cavidade com alto fator de qualidade. Desejamos estudar o processo de interação fônon-fóton-matéria, mediado por um campo clássico. Em particular, estaremos interessados na engenharia do processo de troca de duas excitações, fônon e/ou fóton, que resultam na compressão do modo da cavidade e/ou do modo de vibração do íon. Empregaremos a técnica de aproximação adiabática para a obtenção de Hamiltonianos efetivos simplificados.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAC.pdf: 4023404 bytes, checksum: c7e0e9de3dacfa2ff41e7b68a4df957d (MD5) Previous issue date: 2005-03-11 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this work, we analyse the dissipation and interchange of energy in a system composed by two harmonic oscillators, each one associated with a thermal reservoir. To this end, we employ the Caldeira & Leggett approach, based on path integral formulation, to obtain the time evolution of the reduced density operator of the system composed by both oscillators. / Tratamos, neste trabalho, os processos de troca e dissipação de energia num sistema composto por dois osciladores harmônicos cada qual associado a um reservatório térmico. Para isso, empregamos a abordagem de Caldeira & Leggett, baseada na formulação de integrais de trajetória, para a obtenção da evolução temporal do operador densidade reduzido do sistema composto por ambos os osciladores.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6697.pdf: 3858000 bytes, checksum: 03b4357c963bbde78aecb73ef0df8fa6 (MD5) Previous issue date: 2015-04-16 / Universidade Federal de Sao Carlos / Recently a quantum memory for a coherent pulse was accomplished using an atom trapped inside a high finesse cavity, where an eficiency of 9:3% was achieved for a storage time of 2_s and an average fidelity of 93% for a storage time of 180fis. We theoretically studied this system using the master equation approach, exhausting all the possible ways one could improve the eficiency, defined here as the ratio between the mean number of photons retrieved after the memory process and the mean number of photons that enters the empty cavity, fi = hayaiout=hayaiin, which proved to have an upper bound of 25%. Since protocols relying on phase-matching conditions for single photon input states were already developed, using a model by H. Carmichael, a comparison between storage of coherent and single photon states was made, which did not gave rise any observable difference. Finally a more detailed study about the differences between an input-output and a master equation approach was done. It was concluded that the experimental setup suitable for observing cavity electromagnetically induced transparency (EIT) is not the ideal one for a quantum memory experiment. No modifications to the master equation theory were necessary, and a simple relation between the cavity and output fields was derived.

Apresentamos neste trabalho o projeto e a construção de um Oscilador Paramétrico Ótico (OPO), demonstrando o caráter quântico da correlação de intensidade dos feixes sinal e complementar nele produzidos a partir de um feixe de bombeio de 532 nm. Estudamos ainda a compressão quântica de ruído no feixe de bombeio refletido por uma cavidade de OPO, obtendo 38 % de redução (abaixo do limite quântico) no ruído de quadratura de um feixe de 1064 nm produzido por um laser de Nd:YAG. Por fim, observamos a formação de estruturas nos feixes de saída para cavidades com modos transversos degenerados (confocal e concêntrica) e demonstramos pela primeira vez o caráter multimodo transverso das correlações quânticas em um OPO com cavidade confocal. / We present in this work the project and construction of an Optical Parametric Oscillator (OPO), showing the quantum behavior in the intensity correlation of signal and idler beams, generated from a 532 nm pump. We have also studied the quantum noise compression in the pump beam reflected from an OPO cavity, obtaining 38 % of noise reduction below the vacuum fluctuations in the quadrature of a 1064 nm beam coming from a Nd:YAG laser. Finally, we observed the pattern formation in the output beams for transverse degenerate cavities (confocal and concentric) and we show, for the first time to our knowledge, the transverse multimode behavior in the quantum correlation of a confocal OPO.