Realização de operações não diagonais em qutrits de caminho
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Carlos Henrique Monken
Pablo Lima Saldanha
Marcelo Martinelli
Antonio Zelaquett Khoury
Pablo Lima Saldanha
Marcelo Martinelli
Antonio Zelaquett Khoury
Resumo
O principal objetivo deste trabalho é mostrar a implementação experimental de transformação de estados automatizadas em um sistema quântico de três níveis (qutrit), preparado em caminhos transversais de fótons. Um estado de qutrit é simulado usando-se três feixes de laser com perfis Gaussianos, e após a realização de uma operação obtém-se um estado de qutrit em caminhos Gaussianos transversais. O experimento apresentado utiliza um modulador espacial de fase para o controle de amplitude e fase do estado inicial e um interferômetro longitudinal baseado em deslocadores de feixe. Serão demonstradas operações de projeção em alguns estados no espaço de qutrit e operações de permutação entre os modos de entrada do estado inicial. Os resultados apresentados mostram uma boa concordância com as predições teóricas atestando a validade da técnica proposta. Este trabalho abre a possibilidade de se realizar operações mais gerais sobre estados fotônicos codificados em caminhos transversais. Além disso o aparato desenvolvido possibilita a realização de operações sequenciais, o que é um importante passo para se poder utilizar qutrits fotônicos de caminho em estudos em mecânica quântica e informação quântica que exijam a operações sequenciais sobre o estado inicial, como por exemplo testes de desigualdades de não-contextualidade.
Abstract
The primary objective of this work is show the experimental implementation of automated quantum state transformation in photonic states of dimension 3 (qutrits), prepared in Gaussian transverse paths of photons. A qutrit state is simulated by using three laser beams with Gaussian profile, and after an operation realization one obtains a qutrit state in Gaussian transverse paths. The state transformation setup uses a Spatial Light Modulator to perform amplitude and phase control of the initial state components and a calcite-based longitudinal interferometer. Here we implemented projections in some qutrit state as well permutation operations of the initial state path components. The results shown a good agreement with the theoretical predictions. This work open the possibilities of perform more general operations in quantum states prepared in the transversal path of photons, besides this setup enables the implementation of sequential operations in photonic qutrits in transversal path, wich is an importat step to apply photonic qutrits in Quantum Mechanics and Quantum Information studies in wich is needed to perform sequential operations in the initial state.
Assunto
Física óptica, Óptica quântica, Qutrits
Palavras-chave
Óptica quântica, Qutrits de caminho, Óptica de Fourier