Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-05-02T12:20:47Z No. of bitstreams: 1 DissOFG.pdf: 1455470 bytes, checksum: 9d1a7b11f10dc60d101427a7db7287f8 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-04T12:06:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissOFG.pdf: 1455470 bytes, checksum: 9d1a7b11f10dc60d101427a7db7287f8 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-04T12:06:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissOFG.pdf: 1455470 bytes, checksum: 9d1a7b11f10dc60d101427a7db7287f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T12:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissOFG.pdf: 1455470 bytes, checksum: 9d1a7b11f10dc60d101427a7db7287f8 (MD5) Previous issue date: 2009-08-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In this dissertation we presente a study on the entanglement between two identical and noninteracting two-level atoms, generated by their interaction with only a singl cavity filed mode. We also show how to calculate the intensity of correlation between thes atoms by Concurrence. Besides, was show the entanglement evolution for different field states and parameters for these states in two intaraction regimes: ressonant and dispersive, showing numerically how the maximum entanglement evolves form one regime to other for each cavity filed state. We are also abble to identify wich parameters influence the intensity and shape of entanglement, allowing us to define a non-classicality criterion for the radiation field. / Nesta dissertação apresentamos um estudo sobre o emaranhamento entre dois átomos de dois níveis idênticos e que não interagem entre si, gerado a partir da interação desses com um único modo do campo eletromagnético contido em uma cavidade. Apresentamos também uma maneira de se calcular a correlação entre esses dois átomos através da Concurrence. Além disso, mostramos a evolução do emaranhamento para diferentes estados do campo e variados parâmetros do mesmo em dois regimes de interação: ressonante e disperssivo. Mostramos numericamente como o emaranhamento máximo de cada um dos casos estudados evolui de um regime para o outro. Por fim, pudemos identificar quais são os parâmetros que influenciam na intensidade e na forma do emaranhamento buscando assim, um critério de não-classicalidade para o campo de radiação.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCJVB.pdf: 878660 bytes, checksum: 972a61a94d88b2e24ea24710d6c3fe56 (MD5) Previous issue date: 2004-03-02 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this thesis we study the interaction between an atom and a cavity mode submitted to linear and parametric amplifications. The evolution operator of the system was derived through the technique of time-dependent invariants of Lewis and Riesenfeld. We show how to prepare several squeezed states of the cavity field and, particularly, the truly mesoscopic "Schrödinger cat"-like state. When submitting such a mesoscopic superposition to the action of a likewise squeezed reservoir, we demonstrate that under specific conditions the decoherence time of the state is about the relaxation time of the cavity field. Next, the amplification process was engineered through the interaction of a single driven three-level atom with two cavity modes. Depending on the configuration of the atomic levels we obtain the parametric up- or down-conversion process between the cavity modes. With these processes we show how to generate one-mode mesoscopic squeezed superpositions (such as squeezed "Schrödinger cat"-like states), two-mode squeezed vacuum states (such as the original Eisntein-Podolsky-Rosen state (EPR)), and two-mode entanglements (such as the even and odd EPR states). The degree of squeezing achieved is up to 95% with currently feasible experimental parameters in cavity quantum electrodynamics. For the atom-field interaction time required in our technique, related to the high coupling parameter, the dissipative mechanism becomes practically negligible. / Estudamos nesta tese o processo de interação de um átomo com um modo de uma cavidade submetido aos processos de amplificação linear e paramétrica. Para a obtenção do operador de evolução do sistema utilizamos a técnica dos invariantes dependentes do tempo de Lewis e Riesenfeld. Mostramos como preparar diferentes estados comprimidos do campo de radiação, em particular o estado do tipo gato de Schrödinger genuinamente mesoscópico. Verificamos que, quando submetido à ação de um reservatório ideal e apropriadamente comprimido, este estado de superposição apresenta um tempo de decoerência da ordem do tempo de relaxação da cavidade. No intuito de eliminar o processo de amplificação paramétrica externo, procuramos implementá-lo através da própria interação do átomo com o campo de radiação. Para isso utilizamos um átomo de três níveis submetido à ação de um campo clássico que, interagindo com dois modos da cavidade, promove, a depender da configuração dos níveis eletrônicos, os processos de conversão paramétrica descendente e ascendente de freqüências. Com a implementação destes processos mostramos como preparar estados de susperposição comprimidos (como estados do tipo gato de Schrödinger ), estados de vácuo de dois modos comprimidos (como o estado original de Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)), e emaranhamentos de dois modos (como os estados par e ímpar de EPR). Ressaltamos que a geração destes estados é empreendida sem a necessidade da utilização de zonas de Ramsey e amplificação paramétrica externa. Considerando parâmetros experimentais típicos em eletrodinâmica quântica de cavidades obtemos estados com grau de compressão superior a 95% com a passagem de apenas um átomo pela cavidade. O forte parâmetro de acoplamento paramétrico obtido permite que o tempo de interação átomo-campo seja suficientemente pequeno para que os mecanismos de dissipação possam ser praticamente ignorados.

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

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_Alexandre Divino.pdf: 736654 bytes, checksum: 2b8069070ebe78eef1b634051df5d432 (MD5) Previous issue date: 2009-02-20 / In this work we have studied the two photon Jaynes-Cummings model to describe the interaction of a three-level atom in the configuration with a single-mode of a cativy-field. We have used the effetive and full microscopic Jamiltonian approach to compare the results obtained in these tow descriptions. We employed the two-photon Jaynes-Cummings model int the full microscopic Hamiltonian context to implement schemes to quantuam entanglement swapping, for approximate and conditional quantuam teleportation for an unknown atomic state, for a superposition of zero- and two photon states. Both schemes were implemented using no measurement in the Bell base states. / Neste trabalho estudamos o modelo Jaynes-Cummings de dois fótons para descrever a interação de um átomo de Rydberg na configuração (ladeira) de três níveis com único modo do campo eletromagnético. A descrição deste sistema foi obtida usando o hamiltoniano efetivo e também o hamiltoniano microscópico completo, com o objetivo de compararmos resultados obtidos nas suas descrições. No modelo de Jaynes-Cummings de dois fótons descrito pleo hamiltoniano microscópico completo propusemos esquemas para realização de troca de emaranhamento quântico e teletransporte quântico aproximado e condicional de estados atômicos desconhecidos bem como estados de superposição de zeros e dois fótons do campo. Esses dois esquemas foram realizados sem uso de medida na base dos estados de Bell.