Um modelo consistente para o processo de fotocontagem contínua e medidas de emaranhamento de sistemas quânticos de variáveis contínuas.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Dodonov, Alexandre
Data de Publicação: 2005
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/5070
Resumo: 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.
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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.Universidade Federal de Sao Carlosapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFUFSCarBRRadiaçãoSalto quânticoEmaranhamentoFotodetecçãoCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAUm modelo consistente para o processo de fotocontagem contínua e medidas de emaranhamento de sistemas quânticos de variáveis contínuas.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-1-1a9e980ae-e3ab-4a56-a616-6e54f93069a0info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissAD.pdfapplication/pdf1243849https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/5070/1/DissAD.pdf196c3c7b3da37c011c5861405b0d1631MD51THUMBNAILDissAD.pdf.jpgDissAD.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8553https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/5070/2/DissAD.pdf.jpg63c05c1823ba624a5d9dcd29864f0d33MD52ufscar/50702023-09-18 18:31:05.327oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/5070Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:05Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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