Banca de DEFESA: JUAN CARLOS CHAVES CAPELLA

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: JUAN CARLOS CHAVES CAPELLA
DATA : 30/06/2023
HORA: 09:00
LOCAL: Através de Videoconferência: meet.google.com/oev-yizj-tvw
TÍTULO:

Modelagem de memórias quânticas baseadas em graus de liberdade externos de átomos

PALAVRAS-CHAVES:

óptica quântica; informação quântica; física atômica; modelagem de primeiros
princípios; imageamento quântico.

PÁGINAS: 95
RESUMO:

Neste trabalho, apresentamos algumas ferramentas fundamentais na modelagem de redes
quânticas. Pretendemos desenvolver ferramentas teóricas como o uso do formalismo da matriz
de densidade de variáveis mistas para modelar a partir de primeiros princípios experimentos
atômicos onde os graus de liberdade externos desempenham um papel importante, e a quantificação
do emaranhamento em sistemas átomo-fóton onde o emaranhamento está presente
nas variáveis contínuas do sistema. Dessa forma, primeiro realizamos uma investigação teórica
e experimental detalhada de uma memória atômica baseada na ressonância induzida por recuo
em átomos de césio frios. Consideramos a interação de um feixe de bombeio e um feixe de
prova quase degenerados com um conjunto de átomos de dois níveis. Um cálculo teórico da
matriz de densidade completa no espaço de Hilbert estendido dos graus de liberdade atômicos
internos e externos nos permite obter, a partir de primeiros princípios, as respostas transientes
e estacionárias que determinam a transmissão do prova e os espectros de mistura de quatro
ondas para frente. Esses dois sinais são gerados juntos na mesma ordem de perturbação em
relação às intensidades dos feixes de bombeio e de prova. Além disso, investigamos o armazenamento
de informações ópticas sobre os modos espaciais dos feixes de luz nos graus de
liberdade externos atômicos, o que forneceu uma interpretação simples para o caráter não
volátil relatado anteriormente dessa memória. Os sinais recuperados após o armazenamento
revelam o papel equivalente da transmissão do prova e da mistura de quatro ondas, pois os
dois sinais têm amplitudes semelhantes. A transmissão do prova e os espectros de mistura de
quatro ondas para frente foram então medidos experimentalmente para excitação contínua e
após armazenamento. As observações experimentais estão de acordo com a teoria desenvolvida
e abrem um novo caminho para a troca reversível de informações ópticas com sistemas
atômicos. Em seguida, revisamos o formalismo de Weisskopf-Wigner para emissão espontânea
considerando os modos espaciais da luz, bem como os graus de liberdade atômicos externos,
que introduzimos na teoria modelando o átomo como um pacote de onda no espaço de
momento com uma dada incerteza inicial, e realizamos um cálculo de pureza para quantificar
o emaranhamento codificado nas variáveis de momento do sistema átomo-fóton. Nossos
cálculos de pureza revelam dois regimes de alto emaranhamento dependendo da incerteza
inicial do momento atômico: o regime de emaranhamento de Recuo (que surge na região de
pequena incerteza em momento), onde os efeitos de recuo dominam os mecanismos que originam
o emaranhamento e o regime de emaranhamento Doppler (na região de grande incerteza
em momento) onde os deslocamentos Doppler homogêneos na frequência do fóton emitido
desempenham o papel fundamental na construção de correlações quânticas no sistema. Expressões
simplificadas para a função de onda do sistema são encontradas para cada um dos
regimes de emaranhamento e considerações físicas são feitas para explicar sua natureza. Finalmente,
investigamos brevemente o papel do emaranhamento na distinguibilidade de dois
estados quânticos fisicamente diferentes que surgem naturalmente da teoria, onde notamos
que o emaranhamento no sistema leva a uma melhor resolução dos dois estados quânticos.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - BERTULIO DE LIMA BERNARDO - UFPB
Presidente - 2316177 - DANIEL FELINTO PIRES BARBOSA
Interno - 1654830 - FERNANDO ROBERTO DE LUNA PARISIO FILHO
Interna - 1132318 - SANDRA SAMPAIO VIANNA
Externo à Instituição - SEBASTIÃO JOSÉ NASCIMENTO DE PÁDUA - UFMG