Multiphoton processes, entanglement and qauntum walk in hybrid systems: circuit QED and nitrogen vacancy centers
Çoklu foton i̇şlemleri, dolaniklilik ve hibrid sistemlerde kuantum yürüyüşleri:Devre kuantum elekrodinamiği ve nitrojen boşluk merkezleri
- Tez No: 367680
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR ESAT MÜSTECAPLIOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Bu tezde ilk olarak, 2-foton değişimi ile birleştirilmiş optiksel kavitelerde, atom ve foton alt sistemleri arasında ki parçacık dolanıklılığı ve spin sıkışması transferleri incelenmiştir. Her bir kavitede, kavite fotonları ile 2-foton basamak geçişleri aracılığı ile etkileşen tek bir atom bulunur. Parçacık dolanıklılığı, ilk durumları ayrık ve dolanık 2-foton durumları için, optimal spin sıkışması eşitsizlikleri aracılığı ile incelenmiştir. Parçacık dolanıklılığının ilk olarak ayrık kavitelerdeki fotonlar arasında oluştuğu ve daha sonra atomlara aktarıldığı bulunmuştur. Temel fiziksel mekanizmanın 2-foton ile indüklenen 2-eksen burulma spin sıkıştırma etkileşimi ile atom-foton etkileşim gücünün optimal bir kombinasyonu olduğu anlaşılmıştır. İkinci olarak, iki tane birleştirilmiş, sürülmüş, yitirgen ve doğrusal olmayan kavitelerde spin sıkışması, kuantum dolanıklılık ve optiksel koherent incelenmiştir. İkinci-derece korelasyon parametresi, iki-kip dolanıklılık parametreleri, bir optimal spin sıkışması eşitsizliği, uyuşum parametresi, kuantum etropisi ve logaritmik negativite, kuantum optiksel master denklemi çözülerek durağan durumda incelenmiştir. Bu istatiksel nicelikler 1- ve 2-foton değişimi durumları için birbirleri ile kıyaslanmıştır. Son olarak, süreksiz kuantum yürüyüşleri için kuantum elektrodinamiksel bir uygulama önerilmiştir. Bu uygulamada, yürüyücüler kusurlu elmaslarda ki Nitrojen-boşluk kümelerinin kipleri ile betimlenirken, madeni parayı süperiletken akı kübiti temsil etmektedir. Önerimiz, değişken sürücü-puls zaman aralıkları içermediğinden, varolan kuantum yürüyücü modellerini geliştirmektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, we first examine transfer of particle entanglement and spin squeezing between atomic and photonic subsystems in optical cavities coupled by two-photon exchange. Each cavity contains a single atom, interacting with cavity photons with a two-photon cascade transition. Particle entanglement is characterized by evaluating optimal spin squeezing inequalities for the cases of initially separable and entangled two-photon states. It is found that particle entanglement is first generated among the photons in separate cavities and then transferred to the atoms. The underlying mechanism is recognized as an intercavity two-axis twisting spin squeezing interaction, induced by two-photon exchange, and its optimal combination with the intracavity atom-photon coupling. Secondly, we investigate spin squeezing, quantum entanglement, and second-order coherence in two coupled, driven, dissipative, nonlinear cavities. Solving the quantum optical master equation of the system numerically in the steady state, we calculate the zero-time delay second-order correlation function for the coherent, genuine two-mode entanglement parameters, an optimal spin squeezing inequality associated with particle entanglement, concurrence, quantum entropy, and logarithmic negativity. We compare these quantum statistical properties for the cavities coupled with either single- or two-photon exchange. In the final part of the thesis, we propose a quantum-electrodynamics scheme for implementing the discrete-time, coined quantum walk with the walker corresponding to the phase degree of freedom for a quasimagnon field realized in an ensemble of nitrogen-vacancy centers in diamond. The coin is realized as a superconducting flux qubit. Our scheme improves on an existing proposal for implementing quantum walks in cavity quantum electrodynamics by removing the cumbersome requirement of varying drive-pulse durations according to mean quasiparticle number.
Benzer Tezler
- Penrose aydınlanmayan oda geometrisinde tek foton ve birden fazla foton için kuantum yürüyüşü problemi
Single-photon and multi-photon quantum walk problem in penrose unilluminable room geometry
ENES PUŞULU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EGE ÖZGÜN
- Multifoton süreçler için oran denklemleri üzerine bir çalışma
A study on rate equations for multiphoton processes
EGEMEN ÇELİK FİLİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Fizik ve Fizik MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. HAMDİ ŞÜKÜR KILIÇ
- Production and characterization of white light based on energy up conversion mechanisms in Yb+3,Nd+3,Tm+3 rare earth ions doped y2o3-sio2 nano-phosphor materials
Yb+3,Nd+3,Tm+3 nadir toprak iyon katkili Y2O3-SiO2 nanofosfor malzemelerde üst enerji̇ dönüşüm mekanizmasına dayalı beyaz ışık üretimi ve karakterizasyonu
HATUN ÇINKAYA YILMAZ
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ERYÜREK
- Beyin felci sonrası meydana gelen plastisite ile ilgili patofizyolojik süreçlerin ileri mikroskopi teknikleriyle incelenmesi
The investigation of plasticity related pathophysiological processes after cerebral ischemia using advance microscopy techniques
TAHA KELEŞTEMUR
Doktora
Türkçe
2017
Fizyolojiİstanbul Medipol ÜniversitesiSinir Bilimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTUĞRUL KILIÇ
- Süper yoğun lazer alanı ile etkileşen bir elektronlu atomik sistemlerde eşik üzeri iyonlaşma sürecinde dipol olmayan ve göreli etkiler
Non-dipole and relativistic effects on above threshold ionisation of one electron system in super intense laser field
ESEN ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Fizik ve Fizik MühendisliğiDicle ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. EMİNE MEŞE