Dinâmica de estados emaranhados de íons de dois níveis, modos vibracionais e fótons
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Data de Publicação: | 2024 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UEL |
Texto Completo: | https://repositorio.uel.br/handle/123456789/10876 |
Resumo: | Resumo: Neste trabalho, propomos a geração de estados emaranhados de ìons de dois níveis, estados vibracionais e fótons em uma cavidade Obtemos o Hamiltoniano que governa a evolução temporal dos ìons aprisionados dentro de uma cavidade, no regime de Lamb-Dicke, considerando o sistema de três íons em três configurações diferentes: i) três íons aprisionados em uma única armadilha e o campo no estado de Fock; ii) três íons aprisionados individualmente e o campo no estado de Fock e iii) três ìons aprisionados em uma única armadilha e o campo no estado coerente Para estados iniciais específicos, derivamos expressões analíticas para o estado do sistema no tempo t, as quais são usadas para calcular a probabilidade de gerar estados tipo W de três qubits, a variância das quadraturas do campo e o número médio de fótons e de fónons Mostramos quais as condições iniciais mais apropriadas para gerar estados W deterministicamente e probabilisticamente, assim como as condições para se gerar estados comprimidos do campo A negatividade global, a negatividade parcial K-way e a entropia linear são usadas para quantificar o emaranhamento do sistema Encontramos uma correspondência entre o aumento nas correlações quânticas de dois partidos e o aumento na probabilidade de gerar estados W Considerando o modelo adiabático de perda de coerência, estudamos os efeitos sobre o sistema causados pela interação com o ambiente o qual é modelado como um sistema de osciladores bosônicos que não interagem entre si Quando o sistema é preparado com os três íons no estado fundamental e o campo no estado de Fock, encontramos que para tempos suficientemente longos, a interação com o ambiente destrói o emaranhamento entre o subsistema fônon-fóton e os estados internos, mas preserva o emaranhamento entre os estados internos |
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Dinâmica de estados emaranhados de íons de dois níveis, modos vibracionais e fótonsMecânica quânticaComputação quânticaQuantum mechanicsQuantum computingResumo: Neste trabalho, propomos a geração de estados emaranhados de ìons de dois níveis, estados vibracionais e fótons em uma cavidade Obtemos o Hamiltoniano que governa a evolução temporal dos ìons aprisionados dentro de uma cavidade, no regime de Lamb-Dicke, considerando o sistema de três íons em três configurações diferentes: i) três íons aprisionados em uma única armadilha e o campo no estado de Fock; ii) três íons aprisionados individualmente e o campo no estado de Fock e iii) três ìons aprisionados em uma única armadilha e o campo no estado coerente Para estados iniciais específicos, derivamos expressões analíticas para o estado do sistema no tempo t, as quais são usadas para calcular a probabilidade de gerar estados tipo W de três qubits, a variância das quadraturas do campo e o número médio de fótons e de fónons Mostramos quais as condições iniciais mais apropriadas para gerar estados W deterministicamente e probabilisticamente, assim como as condições para se gerar estados comprimidos do campo A negatividade global, a negatividade parcial K-way e a entropia linear são usadas para quantificar o emaranhamento do sistema Encontramos uma correspondência entre o aumento nas correlações quânticas de dois partidos e o aumento na probabilidade de gerar estados W Considerando o modelo adiabático de perda de coerência, estudamos os efeitos sobre o sistema causados pela interação com o ambiente o qual é modelado como um sistema de osciladores bosônicos que não interagem entre si Quando o sistema é preparado com os três íons no estado fundamental e o campo no estado de Fock, encontramos que para tempos suficientemente longos, a interação com o ambiente destrói o emaranhamento entre o subsistema fônon-fóton e os estados internos, mas preserva o emaranhamento entre os estados internosTese (Doutorado em Física) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em FísicaAbstract: In this work, a scheme to generate entangled states of two level trapped ions, vibrational states and photons in a cavity is proposed With the vibrational state coupled to the field, we obtain the Hamiltonian that govern the system's time evolution in the Lamb-Dicke regime We consider the three ion system in three diferent configurations: i) three ions in a single trap with the field in a Fock state; ii) three ions trapped individually and the field in a Fock state and iii) three ions in a single trap with the field in a coherent state For specific initial states, analytical expressions for the state of the system at current time are derived and used to calculate the probability of generating W like states of three qubits, quadrature variance of the field, mean photon and phonon number We identify the initial conditions to generate W states deterministically and probabilistically and also the conditions to generate squeezed states of the field The global negativity, partial K-way negativity and linear entropy are used to quantify the entanglement of the system We find a correspondence between the increase in the two body quantum correlations and the probability to generate W states The adiabatic decoherence model is used to study the efects on the system due to the interaction with the environment, which is modeled as a set of noninteracting bosonic oscillators When the system is prepared with the three ions in the ground state and the field in a Fock state, we find that, for suficiently long interaction time with the environment, the entanglement between the phonon-photon subsystem and the internal states is destroyed, but the entanglement between internal states is preservedSharma, Santosh Shelly [Orientador]Mizrahi, Salomon SylvainBôas, Celso Jorge VillasSimões Filho, ManuelMendes, Renio Dos SantosAlmeida, Eduardo de2024-05-01T12:51:31Z2024-05-01T12:51:31Z2008.0015.08.2008info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/10876porDoutoradoFísicaCentro de Ciências ExatasPrograma de Pós-Graduação em FísicaPrograma de Pós-Graduação em FísicaLondrinareponame:Repositório Institucional da UELinstname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)instacron:UELinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-07-12T04:19:45Zoai:repositorio.uel.br:123456789/10876Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bibliotecadigital.uel.br/PUBhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/OAI/oai2.phpbcuel@uel.br||opendoar:2024-07-12T04:19:45Repositório Institucional da UEL - Universidade Estadual de Londrina (UEL)false |
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