O emaranhamento é uma propriedade intrinsecamente quântica, que pode ser empregada em protocolos de comunicação quântica de informação, como criptografia quântica e teletransporte, e um recurso importante no processamento quântico de informação, visando a implementação de algoritmos mais eficientes que os atualmente empregados, de uso limitado em problemas ditos insolúveis, nos quais, as etapas de processamento crescem exponencialmente com o tamanho dos dados de entrada. O Processo de Mistura de Quatro Ondas [4WM: Four Wave Mixing] na configuração duplo- em vapor de Rubídio tem-se mostrado como uma fonte robusta de estados fortemente emaranhados [Boyer et al., 2008b]. No presente trabalho é caracterizado o ganho paramétrico G dos campos Stokes e anti-Stokes no processo de 4WM associado à linha D 1 do Rubídio. Os parâmetros estudados foram a dessintonia do campo de bombeio , sua intensidade I B e a temperatura da célula de Rubídio T Rb . Além da caracterização do ganho, estudaram-se também a absorção eletromagneticamente induzida e as intensidades dos feixes conjugados. Obtiveram-se ganhos de até 450% ajustáveis via sintonização destes parâmetros. Os elevados ganhos em meios atômicos permitem geração de emaranhamento sem uso de cavidade e aceitam operação multimodo. Consequentemente podem ser usados na realização de medidas ultraprecisas e ensejam a possibilidade de explorar regimes até agora inatingíveis pelos Osciladores Paramétricos Óticos [OPO] baseados em cristais (nos quais os ganhos são da ordem de 4%). O OPO tem sido estudado em situações acima ou abaixo do limiar, mas na transição rareiam resultados experimentais. Os resultados obtidos foram comparados com a literatura, e o próximo passo é usá-los em cavidades abertas para construir um OPO que seja facilmente operado acima ou abaixo do limiar, e estudar o limite entre vácuo enmaranhado e feixes intensos. Espera-se observar estados emaranhados não gaussianos gerados neste sistema e estudar suas aplicações em processamento de informação com variáveis contínuas da luz. / Entanglement is an intrinsically quantum property that can be used in quantum communication protocols, such as quantum cryptography and teleportation. It is a basic piece for quantum information processing, aiming at the implementation of more efficient algorithms than those currently used. These new algorithms are important to attack the so called nonsolvable problems, in which, the processing steps grow exponentially with the size of the input data. On the other hand, the Four Wave Mixing Process in the double- level configuration in Rubidium vapor has been shown to be a robust source of strongly entangled fields [Boyer et al., 2008b]. In the present work the parametric gain G of the Stokes and anti-Stokes fields in the 4WM process associated with the D 1 line of Rubidium is characterized. The parameters studied were the detuning and intensity I B of the pumping field and the temperature of the Rubidium cell T Rb. Besides the gain characterization, the electromagnetically induced absorption and the intensities of the conjugated fields were also studied. Adjustable gains up to 450% were achieved via the tuning of those parameters. The high gains in atomic media allow the generation of entanglement without cavity, and permit multi-mode operation. Therefore, they can be used to carry out ultra-precise measurements and allow the possibility of exploring schemes hitherto unattainable by crystal-based Optical Parametric Oscillators (OPO) (with gains of 4 %). The OPO has been studied in situations above or below the threshold, but in the transition experimental results are rare. The results we obtained were compared with literature, and the next step is to use them in open cavities to construct an OPO that can be easily operated above or below the threshold, and to study the boundary between entangled vacuum and intense beams. In this system, it is expected to be observed non-Gaussian entangled states, and to be able to study its applications in information processing with continuous variables states of light.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-02032018-223619 |
| Date | 16 October 2017 |
| Creators | Páez, Harold Alberto Rojas |
| Contributors | Martinelli, Marcelo |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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