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Previous issue date: 2005-02-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / This dissertation embraces two trends of research in modern quantum optics. The first of
them is connected to the photodetection theory, particularly to the continuous measurement
theory developed by Srinivas and Davies (SD) in 1980 s, whose principal ingredient
is the correct choice of the quantum jump superoperator. We deduce from first principles
different possible quantum jump superoperators, and employ one of them the nonlinear
quantum jump superoperator, proposed independently ad hoc by Ben-Aryeh and
Brif and Oliveira et al. to study the modifications it brings to the SD theory. We
call this model as E-model and generalize the both models (SD model and E-model) by
including dissipation effects due to the imperfections of the cavity and of the detector.
Finally, we study some specific applications of continuous photodetection theory (homodyne
detection and detection of correlated photons) and compare the results between the
two models.
The second trend of this dissertation is related to the study of entanglement of continuous
variables quantum states. We give a simplified form of Simon s separability criterion
for two-mode Gaussian states, showing that for systems whose unitary evolution is governed
by arbitrary time-dependent quadratic Hamiltonians, the separability dynamics is
completely described in terms of the determinant of the cross-covariance matrix. As concrete
examples we consider the evolution of the inverse negativity coefficient (which
gives a quantitative estimation of the degree of entanglement ) for two initially uncoupled
modes (each being in a squeezed thermal state) in the cases of parametric converter,
parametric amplifier and for a cavity whose boundary oscillates in resonance with two
field modes. / Esta dissertação abrange duas linhas de trabalho em óptica quântica moderna. A primeira
está ligada à teoria de fotocontagem, especificamente à teoria de medições contínuas desenvolvida
por Srinivas e Davies (SD) nos anos 1980, cujo ingrediente fundamental é a escolha
correta do super-operador de salto quântico. Nós deduzimos de primeiros princípios vários
super-operadores possíveis de salto quântico e empregamos um deles o super-operador
de salto quântico não-linear , proposto independentemente ad hoc por Ben-Aryeh e Brif e
Oliveira et al. para estudar as modificações que ele traz na teoria de SD, principalmente
na previsão de algumas probabilidades de coincidência. Chamamos este modelo alternativo
de E-model e generalizamos ambos os modelos (o de SD e E-model) ao introduzir
efeitos dissipativos na teoria, tanto devido à cavidade, quanto ao detector imperfeitos.
Por fim, estudamos algumas aplicações específicas da teoria de fotocontagem contínua
(detecção homódina e detecção de fótons correlacionados) comparando as previsões dos
dois modelos.
A segunda parte da dissertação está relacionada como estudo de emaranhamento de estados
quânticos de variáveis contínuas. Nós obtivemos uma forma simplificada de critério
de separabilidade de Simon para estados Gaussianos bipartites, mostrando que para sistemas
cuja evolução é governada por Hamiltonianos quadráticos arbitrários, a dinâmica
de separabilidade é descrita completamente em termos do determinante da matriz de covariância
cruzada. Como exemplos concretos, consideramos a evolução do coeficiente de
negatividade inversa (que dá uma estimativa quantitativa do grau de emaranhamento )
para dois modos inicialmente desacoplados (cada um existindo em estado térmico
comprimido) nos casos de conversão paramétrica, amplificação paramétrica e para uma
cavidade cuja fronteira oscila em ressonância com dois modos do campo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/5070 |
| Date | 10 February 2005 |
| Creators | Dodonov, Alexandre |
| Contributors | Mizrahi, Salomon Sylvain |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Física, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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