Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5357.pdf: 11039751 bytes, checksum: 1534d2a0d9db4a8e8f0feb6c57f55080 (MD5) Previous issue date: 2013-08-01 / Financiadora de Estudos e Projetos / The simultaneously incidence of two light beams on one or more atoms causes destructive interference of these beams in atomic states causing cancellation of the absorption of one of the incident beams and this phenomenon is called Electromagnetically Induced Transparency (EIT). The main objective of this work is to show that the Electromagnetically Induced Transparency, which is usually studied in the quantum context, can be modeled classically as a function of coupled harmonic oscillators subject to an external force and dissipation. To will establish the classical equivalence, it will be presented the theory of the EIT in diferent quantum systems and also the theory of classic harmonic oscillators. Analogies will be performed comparing the classical and quantum equations of motion obtained for each scheme. For this, we perform the equivalence of EIT in quantum systems as atoms in three levels in Λ configuration, two-level atoms plus a cavity mode and the cavity optomechanics with the classical system of two coupled harmonics oscillator forced and damped. We also analyze the equivalence of two diferent quantum systems: three level atoms plus one cavity mode and four levels atoms in free space with a classical system composed by three coupled harmonic oscilators, forced and damped, in diferent configurations. / A incidência simultânea de dois feixes luminosos em um ou mais átomos provoca a interferência destrutiva desses feixes em um dos estados atômicos causando o cancelamento da absorção de um dos feixes incidentes e esse fenômeno é denominado Transparência Eletromagneticamente Induzida (\Electromagnetically Induced Transparency", EIT). O objetivo principal deste trabalho é mostrar que a Transparência Eletromagneticamente Induzida, que é normalmente estudada no contexto quântico, pode ser modelada classicamente em função de osciladores harmônicos amortecidos forçados e acoplados. Para que a equivalência clássica seja bem fundamentada, será apresentada a teoria da EIT em diversos sistemas quânticos e também a teoria dos osciladores harmônicos clássicos. As equivalências serão realizadas comparando as equações de movimento clássicas e quânticas obtidas para cada regime. Para isso, vamos realizar a equivalência da EIT em sistemas quânticos de átomos de três níveis em configuração Λ, dois níveis atômicos mais um modo da cavidade e a optomecânica de cavidades com o sistema clássico de dois osciladores harmônicos amortecidos forçados e acoplados. Logo após, será analisada a equivalência de dois sistemas quânticos compostos por átomos de três níveis mais um modo da cavidade e átomos de quatro níveis com os sistemas clássicos de três osciladores harmônicos amortecidos forçados e acoplados em diferentes configurações.

Orientadores: Jose Antonio Roversi, Antonio Vidiella Barranco / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-10T23:26:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Munhoz_PabloParmezani_D.pdf: 2389817 bytes, checksum: 8dde8d8180015b471d0fc6581dc6ee87 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho, analisamos conceitos de Informação Quântica e Óptica Quântica no contexto de Eletrodinâmica Quântica de Cavidades (CQED). Recentemente, CQED vem apresentando grandes avanços tecnológicos, justificando o interesse em várias propostas de implementação experimental. Na primeira parte do trabalho, consideramos o efeito da emissão espontânea num sistema de dois átomos de dois-níveis idênticos interagindo dispersivamente com o campo eletromagnético quantizado numa cavidade de alto fator de qualidade Q. Investigamos o efeito destrutivo do decaimento atômico na geração de estados maximamente emaranhados. Em particular, calculamos a fidelidade de teletransporte, obtendo o limite superior para a taxa de decaimento espontâneo dos átomos que ainda permite teletransporte usando tais estados como canal quântico. Na segunda parte, apresentamos os Estados Coerentes Emaranhados Tipo-Cluster (CTECS) e discuti-mos suas propriedades. Apresentamos um esquema de geração desses estados em cavidades, mediante escolhas convenientes de interações átomo-cavidade, através do ajuste de dessintonias e aplicação de um campo clássico externo. Após a realização de medidas atômicas, CTECS representando campos eletro-magnéticos não-locais em cavidades separadas podem ser gerados. Generalizamos o esquema de geração para 2p-cavidades e analisamos a utilidade do CTECS gerado para teletransporte, considerando perda de fótons nas cavidades / Abstract: In this work, we analyze concepts of Quantum Information and Quantum Optics in the context of Cavity Quantum Electrodynamics (CQED). Nowadays, CQED is achieving great technological advances, justifying the interest in several proposals of experimental implementation. In the first part of the work, we consider the effect of spontaneous emission in a system of two identical two-level atoms dispersively interacting with the quantized electromagnetic field inside a high quality factor Q cavity. We investigate the destructive effect of the atomic decay in the generation of maximally entangled states. In particular, we compute the fidelity of teleportation, obtaining an upper limit for the spontaneous atomic decay rate which still allows teleportation using those states as quantum channels. In the second part, we present the cluster-type entangled coherent states (CTECS) and discuss their properties. We present a generation scheme of these states in cavities, by means of convenient choices of atom-field interactions, through adjustments of detunings and application of a classical external field. After the realization of simple atomic measurements, CTECS representing nonlocal electromagnetic fields in separate cavities can be generated. We generalize the scheme for 2p-cavities, analyzing the utility of the generated CTECS for teleportation, considering photon leakage in the cavities / Doutorado / Física Clássica e Física Quântica : Mecânica e Campos / Doutor em Ciências

Orientador: Jose Antonio Roversi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-11T05:38:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nohama_FabianoKenji_D.pdf: 1986556 bytes, checksum: dce935416c59935cf9e7d868f74c5653 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Nesta tese estudamos um sistema de duas cavidades acopladas e sua interação com átomos de dois níveis bem como com íons aprisionados. Para o acoplamento entre as cavidades consideramos dois mecanismos distintos: (1) acoplamento pela sobreposição dos campos e; (2) acoplamento via fibra óptica. Considerando a interação dos campos acoplados com átomos de dois níveis nós observamos o emaranhamento em um sistema tripartite (quando as cavidades estão interagindo com apenas um átomo). Também foi possível obter a transferência do estado quântico entre dois átomos localizado em cavidades diferentes. Além disso elaboramos uma proposta relativamente simples para a geração de estados maximamente emaranhados (estados de Bell) entre dois átomos utilizando as duas cavidades acopladas. Por último, estudamos dois íons aprisionados, cada um deles localizado no interior de cavidades diferentes. As duas cavidades sendo conectadas por uma fibra óptica. Neste caso foi possível observar a transferência de um conjunto de estados de dois-qubits a partir dos graus de liberdade (de movimento e dos estados internos) de um dos íons para o outro, localizado em uma cavidade diferente. Nas propostas envolvendo a transferência de estados quânticos e a geração de estados de Bell foram incluídos os efeitos de dissipação devido à presença de um reservatório de temperatura T = 0K. Com isso pudemos concluir que as propostas são confiáveis para as reais taxas de dissipação observadas em experimentos / Abstract: In this thesis we studied a system of two coupled cavities and its interaction with two-level atoms and trapped ions. For the coupling between the cavities we considered two situations: (1) coupling due the overlap between the fields and; (2) coupling by optical fiber. Considering the interaction of the coupled fields with two-level atoms we observed the entanglement in a tripartite system (when the cavities are interacting with only one atom). When both cavities are interacting with an atom it was possible to obtain the quantum state transfer between two atoms located in different cavities. Besides, we conceived a relatively simple proposal to the generation of maximally entangled states (EPR states) between two atoms using the two coupled cavities. At last we studied two trapped ions, each one located inside different cavities. The two cavities are connected by an optical fiber, where it was possible to observe the transfer of a two-qubits set from the movement and internal states degrees of freedom of one of the ions to the other one, located in a different cavity. In the proposals involving the quantum state transfer and the EPR state genera-tion we included the dissipation effects due the presence of a reservoir at temperature T = 0. With this we concluded that the proposals are reliable considering dissipation rates observed in experiments / Doutorado / Física Geral / Doutor em Ciências

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-03-27T20:46:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação.pdf: 3142879 bytes, checksum: 86acc16510c6eb3acd7d645922238d47 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T20:46:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação.pdf: 3142879 bytes, checksum: 86acc16510c6eb3acd7d645922238d47 (MD5) / Trabalhos anteriores já mostraram o dobramento do momento angular orbital de feixes após a geração de segundo harmônico em meios não lineares. Nesse trabalho pretendemos usar a polarização como parâmetro auxiliar para poder incidir em um cristal não linear dois feixes colineares com momentos angulares orbitais diferentes e obter na geração de seu segundo harmônico a soma de seus momentos angulares orbitais e veri car este resultado experimentalmente. / Previous work have already shown the orbital angular momentum doubling after second harmonic generation in non-linear media. In this work we intend to use the polarization as an auxiliary parameter to focus in a non-linear crystal two colinear beams with different orbital angular momentum and obtain in its second harmonic generation the sum of their orbital angular momentum and to verify it exeperimentally.

Orientador: Antonio Vidiella Barranco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:43:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_AntonioAugusto_M.pdf: 2924266 bytes, checksum: 4d4a9d494dd74748d57e8bd6dbe14108 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed / Mestrado / Física / Mestre em Física