A study on entangled photon pairs in graded-index optical fibers
Derece indisli optik fiberlerde dolanık foton çiftleri üzerine bir çalışma
- Tez No: 630888
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET SALİH DİNLEYİCİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 152
Özet
Kuantum optiği, yeni olanaklar, yeni yaklaşımlar ve temeli özel kuantum ışık durumlarının yaratılmasına, manipülasyonuna ve tespitine dayanan potansiyel olarak çığır açabilecek yeni teknolojiler sunuyor. Tezin temel amacı, kuantum hesaplama ve kuantum iletişimi gibi gelişmekte olan kuantum teknolojilerinde de önemli bir rol oynayan, kendiliğinden ışınan dolanık haberci foton çiftlerinin incelenmesidir. Ağırlıklı olarak dalga kılavuzundaki ayrık enine uzamsal mod dolanık foton çiftlerini araştırdık, çünkü bu durum doğası gereği sonsuz boyut sunuyor. Yüksek boyutlu sistemlerin dolanık durumları, daha düşük boyutlu sistemlerle elde edilebilecek olandan daha yüksek bilgi yoğunluğu kodlaması sunabilen ve hatalara daha dirençli kuantum bilgi şemalarının gerçekleştirilmesini sağlar. Bu kapsamda, derece indisli bir optik fiberi, doğrusal olmayan modlar arası dört-dalga karışımı yöntemiyle bir foton çifti oluşturma platformu olarak kullandık, çünkü bu fiber farklı dört-dalga girişim işlemlerinin spektral alanda örtüşmesini sağlayıp dolanık uzamsal kübit çiftinin ortaya çıkmasını sağlayabilir. Ayrıca, frekans ve enine modda hiper dolanma kabiliyetini göstermek için üretilen fotonların ortak spektral özelliklerini de inceledik. Kuantum durumunun uzamsal özelliklerini karakterize etmek için uzamsal Wigner fonksiyonunu ve bunun gerçeklenmesini tartıştık. Dolanıklığın uzamsal Wigner fonksiyonuna ve kuple-mod teorisine dayanan CHSH eşitsizliğinin ihlali yoluyla doğrulanabilineceğini gösterdik. Bu tez aynı zamanda kayıplı ve ayırıcı (dispersiyonlu) bir ortamda temel bir enine mod dolanık foton dağıtım analizini de içerir. Son olarak, izlenecek yollara ve ölçülecek niceliklere değinilmiştir. Bu bağlamda, foton sayısı istatistikleri, ortak spektral özellikler ve uzaysal dolanıklık ölçümlerinin bir kombinasyonuna dayanarak, üretim ve dört farklı algılama şemasını kısaca açıkladık.
Özet (Çeviri)
Quantum optics offer new possibilities, new approaches, and potentially groundbreaking new technologies whose backbone is based on creation, manipulation, and detection of special quantum states of light. The main objective of the thesis is to present a study of spontaneously arisen heralded entangled photon-pairs which play crucial role in emerging quantum enhanced technologies. We have mainly investigated discrete transverse-spatial-mode entangled photon-pairs in waveguide, because it intrinsically offers infinite dimension. Entangled states of higher dimensional systems enable realization of quantum information schemes that can offer higher information density coding and show more error resilience than can be achieved with lower dimensional systems. In this context, we have exploited a graded-index optical fiber as photon-pair-generation platform via nonlinear intermodal-four-wave mixing (FWM), since the fiber may allow different FWM processes to overlap in spectral domain, resulting in an entangled pair of spatial qubits. We have also probed joint spectral properties of the generated photons to show capability of hyperentanglement in frequency and transverse mode. We have discussed spatial Wigner function and its realization to characterize spatial properties of the quantum state. We have shown that entanglement can be verified through a violation of the Clauser - Horne - Shimony - Holt (CHSH) inequality based on spatial Wigner function and coupled-mode theory. This thesis also includes basic analysis of transverse-mode entangled photon-pair distribution in a lossy-dispersive medium. Finally, the ways to follow and the quantities to measure are touched upon. Thus, we have explained the generation and four different detection schemes, relying on a combination of photon-number statistics, joint spectral properties, and spatial entanglement measurements.
Benzer Tezler
- Ten million-atom ingaas embedded quantum dot electron G factor calculations using semi-empirical pseudopotentials
On milyon atomlu, gömülü ıngaas kuantum noktaların yarı-deneysel potansiyellerle elektron G çarpanı hesaplamaları
MUSTAFA KAHRAMAN
Doktora
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEYHUN BULUTAY
- Fiziksel ve kimyasal çapraz bağlı DNA hidrojellerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of physical and chemical DNA hydrogels
HÜSNİYE ÇAKMAK
- Design of a quantum radar system with sustainable entanglement
Sürdürülebilir dolanıklıkla kuantum radar sistemi tasarımı
AHMAD SALMANOGHLI KHIAVI
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik BilimleriHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DİNÇER GÖKCEN
- Effect of polymer architecture on structure and dynamics of polymer nanocomposites
Polimer mimarisi'nin polimer nanokompozitlerin yapısı ve dinamiği üzerindeki etkisi
SAEID DARVISHI
Doktora
İngilizce
2024
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERKAN ŞENSES
- Applications of quantum metrology and thermodynamics in emerging quantum technologies
Kuantum teknolojilerinde kuantum metroloji ve termodinamiğin uygulamaları
ALI PEDRAM
Doktora
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ESAT MÜSTECAPLIOĞLU
