Tesis doctoral de Brice Dubost
El estudio de la interacción luz materia con conjuntos atómicos es un área de investigación activa. Este tipo de sistema permite fundamental estudios sobre la medición en el contexto de las variables continuas, en entrelazamiento colectiva y en las simulaciones cuánticas. Este campo de la investigación también es interesante en el contexto de la metrología cuántica, comunicación cuántica y la computación cuántica. En esta tesis dos aspectos complementarios de la interacción luz materia con conjuntos atómicos han sido estudiados con iones atrapados y átomos neutros fríos. El experimento de iones atrapados pretende evaluar la posibilidad de utilizar grandes nubes de iones para la realización de una memoria cuántica con largo tiempo de coherencia. En vez de que el experimento de átomos fríos se centró en el uso de medidas de no demolición cuántica para evaluar estados no gaussianos. Este experimento es parecido a los experimentos de comunicación cuántica que se desarrollan actualmente. Los iones atrapados enfriados por láser pueden llegar a una fase cristalina debido a la fuerte repulsión de coulomb entre los iones. En esta fase, las relativas posiciones entre los iones se fijan de manera a evitar las colisiones y los iones que exploran inhomogeneidades del campo magnético que puede ser una fuente de pérdida de coherencia. Con bajo número de iones, largos tiempos de coherencia han sido demostrados. Con iones numerosos, el mecanismo de captura puede inducir un calentamiento de la nube de iones, haciendo así más difícil de obtener el régimen cristalizado. Durante esta tesis, los cristales de coulomb grandes que contiene más de 106 iones se han obtenidos y la prueba de la transparencia inducida electromagnéticamente en tal sistema ha sido obtenida. Este estudio también reveló las limitaciones de este tipo de sistemas que tienen que ser estudiado más a fondo para obtenir una fuerte probabilidad de interacción con conjuntos de iones fríos en un régimen permitiendo largos tiempos de coherencia. Los sistemas de átomos neutros permiten fuertes probabilidades de acoplamiento luz materia, pero generalmente reduce los tiempos de coherencia. Memorias cuánticas, el entrelazamiento entre átomos y la luz, magnetometría de alta precisión han sido demostrados en experimentos relaciondaos con vapores atómicos neutros. El sistema utilizado en esta tesis se ha diseñado para permitir que la probabilidad de acoplamiento luz materia sea importante, con pulsos de luz polarizada, lo que permite medir con precisión el estado de espín del sistema atómico sin destrucción y con bajo ruido. La medición del ruido del sistema es más baja que el ruido atómico, lo que podría inducir el entrelazamiento colectivo de los espines atómicos (a través del squeezing de espines inducido por la medición) y mediciones de campo magnético ultra sensibles. Este sistema está estrechamente relacionado con sistemas diseñados para la creación de comunicación cuántica y memorias cuánticas. Los estados atómicos no gaussianos constituyen un recurso para la computación cuántica y la comunicación cuántica, en el contexto de los experimentos de física atómica, su detección puede ser difícil. El trabajo presentado en esta tesis se centra en la detección de los estados no gaussianos en conjuntos atómicos utilizando cumulants, y en particular el ruido relacionado con la medición de los cumulants.
Datos académicos de la tesis doctoral «Light-matter interaction interaction with atomic ensembles«
- Título de la tesis: Light-matter interaction interaction with atomic ensembles
- Autor: Brice Dubost
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 26/11/2012
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Morgan Mitchell
- Tribunal
- Presidente del tribunal: carlo Sirtori
- aurelien romain Dantan (vocal)
- (vocal)
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