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http://hdl.handle.net/1843/63539| Type: | Tese |
| Title: | Tomografia de estados de pares de fótons Stokes e antiStokes oriundos do espalhamento inelástico de luz no diamante e violação de desigualdade de Bell |
| Other Titles: | State tomography of pairs of photons Stokes and anti-Stokes from the inelastic scattering of light in the diamond and violation of Bell inequality |
| Authors: | Tiago Abreu Freitas |
| First Advisor: | Ado Jorio de Vasconcelos |
| First Co-advisor: | Carlos Henrique Monken |
| First Referee: | Luciana Pedrosa Salles |
| Second Referee: | Gilberto Medeiros Ribeiro |
| Third Referee: | Eduardo Bede Barros |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Paulo Henrique Souto Ribeiro |
| Abstract: | As últimas décadas foram marcadas por intensas pesquisas voltadas para a evolução dos sistemas computacionais e de comunicação. Dentro desse contexto, a computação quântica tem sido uma das áreas que mais despertam interesse e esforços por parte dos pesquisadores, devido ao imenso potencial oferecido. Pesquisas de informação quântica têm passado por inúmeros estágios de evolução, sendo que o transporte fotônico apresenta-se como um dos mais promissores para o processamento de informações. Dentro do contexto da utilização de fótons para o transporte de informação, a espectroscopia Raman, que consiste em uma técnica de espectroscopia ótica baseada no espalhamento inelástico da luz, onde os fótons espalhados carregam informação referente à energia de vibração do meio, apresenta-se como uma via interessante para a codificação e transporte quântico de informação. Neste trabalho exploramos o fenômeno do espalhamento Raman Stokes- anti-Stokes(SaS) correlacionado, analisando o caráter quântico do fenômeno. Foi realizada toda a implementação do aparato experimental para a medida do caráter de correlação dos fótons gerados neste fenômeno em diamante, confirmando seu caráter quântico e otimizando o fenômeno para uma análise mais completa do processo, afim de confirmar se além de correlacionado, o par de fótons do processo SaS seria também emaranhando. Inicialmente, estudamos a dependência da eficiência do fenômeno com diferentes lasers (contínuo, pulsado em ps e fs, e diferentes comprimentos de onda), e a dependência da função correlação com o deslocamento Raman. Estes estudos demonstraram que a melhor configuração para a realização do estudo referente ao possível emaranhamento do processo seria utilizando o laser de fs em 785nm. Como próximos passos, foram realizadas medidas de tomografia de estado para caracterização completa do estado de polarização do par de fótons SaS. Durante esse estudo foi possível observar a influência da orientação cristalográfica do diamante no estado de polarização, o que influencia diretamente na geração do par de fótons SaS emaranhados. Por fim medidas de desigualdade de Bell do tipo CHSH foram realizadas para confirmar o estado emaranhado em polarização do processo SaS. |
| Abstract: | The last decades have been marked by intense research on the evolution of computer and communication systems. Within this context, quantum computing has been one of the areas that generated large interest and effort from researchers due, to the immense potential offered. Quantum information research has been through numerous evolutionary stages, and photonic transport is one of the most promising methods for information processing. Within the context of the use of photons for information transportation, Raman spectroscopy, which consists of an optical spectroscopy technique based on the inelastic scatter of light, where the scattered photons carry information from the vibration structure of the medium, is presented as an exciting way for coding and transportation of quantum information. In this work, we explore the phenomenon of correlated Stokes- anti-Stokes (SaS) Raman scattering, analyzing the quantum character of the phenomenon. The implementation of the experimental apparatus was performed for the measurement of the correlation of the photons generated in this phenomenon in diamond, confirming its quantum character and optimizing the phenomenon for a complete analysis of the process in order to confirm that besides being correlated, the pair of SaS photons would also be entanglement. Initially, we studied the dependence on phenomenon efficiency with different lasers (continuous, ps, and fs pulsed, and different wavelengths) and the dependence on the correlation function with the Raman shift. These studies have shown that the best configuration for the study regarding the possible entanglement of the process would be using the fs laser in 785nm. In the following steps, state tomography measurements were performed to completely characterize the polarization state of the SaS pair. During this study, it was possible to observe the influence of the crystallographic orientation of the diamond on the SAS polarization state, which directly influences the generation of entanglement. Finally, Bell’s inequality measurements of the CHSH type were performed to confirm the entanglement in polarization of the SaS state. |
| Subject: | Engenharia elétrica Informação quântica Raman, Efeito de Emaranhamento |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
| Rights: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/63539 |
| Issue Date: | 30-Nov-2023 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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