Aplicações do Momento Angular Orbital da luz à Computação e Informação Quântica
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2010 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | https://app.uff.br/riuff/handle/1/19100 |
Resumo: | It presents a detailed study about the Orbital Angular Momentum of the light. Its theoretical description, the experimental method for the production of the beams carrying OAM and the procedure to measure the OAM will be presented. The spin and orbital angular momentum were associated to produce states described by two degrees of freedom representing two-qubit systems. This association enabled the description of original Quantum Information and Computation experiments, namely: an experiment that showed for the first time the topological phase associated to two cyclical paths in the space represented by SO[3] rotation group, a new design of a CNOT quantum logic gate that uses polarization as the control qubit and the transverses modes as the target qubit, and a mode sorter. These last two experiments were based on a Single Lense Mode Converter, originally proposed in this thesis. Besides, a device that implements the BB84 quantum key distribuition protocol without the need of a shared referencial frame was conceived. Finally, we present the procedure to stabilize the Optical Parametric Oscillator, that constitutes a source of twin beams to study continuous variable entanglement at UFF. A proposal to measure this entanglement is discussed as well |
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Aplicações do Momento Angular Orbital da luz à Computação e Informação QuânticaFase geométrica na físicaComputação quânticaInformação quânticaOscilação paramétricaMomento angular da luzFase topológicaVórtices ópticosEmaranhamentoCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAIt presents a detailed study about the Orbital Angular Momentum of the light. Its theoretical description, the experimental method for the production of the beams carrying OAM and the procedure to measure the OAM will be presented. The spin and orbital angular momentum were associated to produce states described by two degrees of freedom representing two-qubit systems. This association enabled the description of original Quantum Information and Computation experiments, namely: an experiment that showed for the first time the topological phase associated to two cyclical paths in the space represented by SO[3] rotation group, a new design of a CNOT quantum logic gate that uses polarization as the control qubit and the transverses modes as the target qubit, and a mode sorter. These last two experiments were based on a Single Lense Mode Converter, originally proposed in this thesis. Besides, a device that implements the BB84 quantum key distribuition protocol without the need of a shared referencial frame was conceived. Finally, we present the procedure to stabilize the Optical Parametric Oscillator, that constitutes a source of twin beams to study continuous variable entanglement at UFF. A proposal to measure this entanglement is discussed as wellFundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de JaneiroRealiza-se um estudo detalhado acerca do Momento Angular Orbital (MAO) da luz. A descrição teórica, a produção experimental de feixes com MAO e o procedimento de medida desse MAO serão apresentados. Associou-se os momentos angulares de spin e orbital de forma a produzir-se estados descritos por dois graus de liberdade, que descrevem os sistemas de dois bits quânticos (q-bits). Essa associação permitiu a descrição dos vários experimentos destinados à Computação e Informação Quântica realizados como contribuições originais no doutorado. A saber, foram realizados: um experimento que evidenciou pela primeira vez uma fase genuinamente topológica associada aos dois tipos de trajetórias cíclicas no espaço representado pelo grupo das rotações SO[3] e que pode ser útil para computação quântica robusta às perturbações; uma porta quântica lógica Não-Controlado (CNOT) que utiliza a polarização como q-bit alvo e o modo transverso como q-bit de controle; e um seletor de modos transversos. Esses dois últimos foram baseados em um conversor de modos de lentes únicas, originalmente proposto nesta tese. Foi feito ainda um experimento que pode implementar o protocolo de criptografia quântica BB84 sem o alinhamento remoto dos referenciais. Finalmente, apresentam-se os procedimentos adotados para a estabilização do Oscilador Paramétrico Ótico (OPO) que constitui uma fonte de feixes gêmeos destinada ao estudo do emaranhamento em variáveis contínuas na UFF. Uma proposta para a medida desse emaranhamento entre os feixes também é apresentadaPrograma de Pós-graduação em FísicaFísicaKhoury, Antonio Zelaquetthttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782598U5Souza, Carlos Eduardo Rodrigues de2021-03-10T20:46:29Z2011-03-292021-03-10T20:46:29Z2010-09-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/octet-streamhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/19100porCC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2023-04-05T17:54:18Zoai:app.uff.br:1/19100Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T11:00:53.826740Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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