Controle de luz com luz e o monitoramento da transição clássico-quântica em eletrodinâmica quântica de cavidades

Resumo

Os campos emergentes da computação e ciência da informação quânticas têm exigido esforços consideráveis no desenvolvimento de novos conceitos e ferramentas para o controle de aplicações de fenômenos quânticos, particularmente no âmbito de partículas individuais. Em óptica física, eletrodinâmica quântica em cavidades (EQC) fornece condições ideais para estabelecer a interação entre partículas individuais de matéria e luz. O controle mútuo de feixes ópticos com fótons individuais é uma tarefa desafiadora e possui inúmeras aplicações interessantes nas áreas de óptica não linear e ciência da informação quântica. Este pode ser obtido unicamente através de interações fortemente não lineares como as baseadas no fenômeno de transparência eletromagneticamente induzida (EIT). EQC também fornece um cenário ideal para estudar a transição clássico-quântica do campo da cavidade, escalando as propriedades do sistema nos regimes fraco e forte de excitação. Esta proposta consiste no estudo teórico do fenômeno de EIT em cavidades para explorar o controle das flutuações quânticas e estatística de fótons de um feixe de luz, considerando sistemas compostos por N maior ou igual a 1 átomos de dois e três níveis não interagentes, acoplados independentemente ao mesmo modo da cavidade óptica. Estes sistemas também serão utilizados para demonstrar o controle óptico total do campo formado no interior da cavidade através de um segundo laser. Adicionalmente, estes sistemas serão úteis para analisar a transição clássico-quântica do campo no interior da cavidade através da variação do acoplamento átomo-campo, assim como o número de fótons do campo de prova. Com este projeto esperamos fornecer um entendimento mais aprofundado sobre os aspectos básicos da mecânica quântica para contribuir no desenvolvimento e melhoria de novos dispositivos quânticos. (AU)