Neste dissertação apresentamos um protocolo para simular, no contexto das armadilhas iônicas, o Zitterbewegung não usual, que é o análogo, na física do semicondutores, ao movimento de tremulação de uma partícula relativística. O Zitterbewegung não usual permite trajetórias cicloidais na ausência dos campos magnéticos. Além do Zitterbewegung, mostramos como gerar figuras de Lissajou para o movimento vibracional bidimensional do íon armadilhado. Ademais, o protocolo proposto nesta tese, permite gerar interações spin-órbita dos tipos Rashba e Dresselhaus, abrindo a possibilidade de simular, no âmbito dos íons armadilhados, os acoplamentos spin-órbita dos tipos Rashba e Dresselhaus, Zitterbewegung não usual e as curvas de Lissajou. Além disso, nesta tese apresentamos protocolo para produzir engenharia de interações confinadas aos subespaços do espaço de Fock. Mostramos como engenheirar os hamitonianos dos tipos Jaynes-Cumming e anti-Jaynes-Cumming confinadados aos subespaços de Fock delimitados superiormente ou inferiormente e também as interações Jaynes-Cumming e anti-Jaynes-Cumming confinados a uma fatia do espaço Fock. Esses hamitonias delimitados superiormente (inferiormente) atuam sobre os subespaço de Fock de |0⟩ a |M⟩ (|N⟩ α∞), enquanto aqueles confinados a uma fatia do espaço de Fock atuam sobre os subespaço de Fock de |M⟩ a |N⟩ com M < N. Enquanto que, as interações dos tipo Jaynes-Cumming ou anti-Jaynes-Cumming demilitadas superiormente conduzem qualquer estado inicial para o estado de Fock de quase-equilíbrio |N⟩ e as interações confinadas a uma fatia do espaço de Fock conduz qualquer estado inicial a superporsição de estados de Fock de equilíbrio, que estão confinados no subespaço {|N⟩ , |N + 1⟩}.
Neste dissertação apresentamos um protocolo para simular, no contexto das armadilhas iônicas, o Zitterbewegung não usual, que é o análogo, na física do semicondutores, ao movimento de tremulação de uma partícula relativística. O Zitterbewegung não usual permite trajetórias cicloidais na ausência dos campos magnéticos. Além do Zitterbewegung, mostramos como gerar figuras de Lissajou para o movimento vibracional bidimensional do íon armadilhado. Ademais, o protocolo proposto nesta tese, permite gerar interações spin-órbita dos tipos Rashba e Dresselhaus, abrindo a possibilidade de simular, no âmbito dos íons armadilhados, os acoplamentos spin-órbita dos tipos Rashba e Dresselhaus, Zitterbewegung não usual e as curvas de Lissajou. Além disso, nesta tese apresentamos protocolo para produzir engenharia de interações confinadas aos subespaços do espaço de Fock. Mostramos como engenheirar os hamitonianos dos tipos Jaynes-Cumming e anti-Jaynes-Cumming confinadados aos subespaços de Fock delimitados superiormente ou inferiormente e também as interações Jaynes-Cumming e anti-Jaynes-Cumming confinados a uma fatia do espaço Fock. Esses hamitonias delimitados superiormente (inferiormente) atuam sobre os subespaço de Fock de |0⟩ a |M⟩ (|N⟩ α∞), enquanto aqueles confinados a uma fatia do espaço de Fock atuam sobre os subespaço de Fock de |M⟩ a |N⟩ com M < N. Enquanto que, as interações dos tipo Jaynes-Cumming ou anti-Jaynes-Cumming demilitadas superiormente conduzem qualquer estado inicial para o estado de Fock de quase-equilíbrio |N⟩ e as interações confinadas a uma fatia do espaço de Fock conduz qualquer estado inicial a superporsição de estados de Fock de equilíbrio, que estão confinados no subespaço {|N⟩ , |N + 1⟩}.
Neste dissertação apresentamos um protocolo para simular, no contexto das armadilhas iônicas, o Zitterbewegung não usual, que é o análogo, na física do semicondutores, ao movimento de tremulação de uma partícula relativística.O Zitterbewegung não usual permite trajetórias cicloidais na ausência dos campos magnéticos.Além do Zitterbewegung, mostramos como gerar figuras de Lissajou para o movimento vibracional bidimensional do íon armadilhado.Ademais, o protocolo proposto nesta tese, permite gerar interações spin-órbita dos tipos Rashba e Dresselhaus, abrindo a possibilidade de simular, no ambito dos íons armadilhados, os acoplamentos spin-órbita dos tipos Rashba e Dresselhaus, Zitterbewegung não usual e as curvas de Lissajou.Além disso, nesta tese apresentamos protocolo para produzir engenharia de interações confinadas aos subespaços do espaço de Fock.Mostramos como engenheirar os hamitonianos dos tipos Jaynes-Cumming e anti-Jaynes-Cumming confinadados aos subespaços de Fock delimitados superiormente ou inferiormente e também as interações Jaynes-Cumming e anti-Jaynes-Cumming confinados a uma fatia do espaço Fock.Esses hamitonias delimitados superiormente (inferiormente) atuam sobre os subespaço de Fock de |0 a |M (|N ∞), enquanto aqueles confinados a uma fatia do espaço de Fock atuam sobre os subespaço de Fock de |M a |N , com M < N. Enquanto que, as interações dos tipo Jaynes-
Neste trabalho, descrevemos vários protocolos para a geração de estados estacionários não clássicos, suportados principalmente pela engenharia de hamiltonianos seletivos Jaynes-Cummings, e de reservatórios atômicos. Começamos apresentando um protocolo para engenhar interações seletivas lineares e não lineares do tipo Jaynes-Cummings como também simulações numéricas para comprovar a eficácia de nosso esquema. Analisamos também como aplicar essas interações seletivas à preparação e proteção de estados de Fock estacionários via reservatório atômico. Esta estratégia combina a ação dos mecanismo de amortecimento da cavidade com os de um reservatório atômico engenhado para conduzir uma distribuição térmica inicial a um estado de Fock estacionário. A mesma técnica pode ser utilizada para fatiar as distribuições de probabilidade no espaço de Fock, permitindo assim a preparação de uma variedade de estados de equilíbrio não clássicos. Também apresentamos um protocolo para a engenharia de interações upper-bound e sliced Jaynes-Cummings e anti-Jaynes-Cummings na eletrodinâmica quântica de cavidade. No Hamiltoniano upper-bound, a interação átomo-campo está confinada a um subespaço de Fock com estados que vão desde Ι0> até Ι4> enquanto que no Hamiltoniano sliced vão desde ΙM> até ΙM + 4>. Mostramos como construir Liouvillianos upper-bound independentemente da engenharia do Hamiltoniano upper-bound. Os Hamiltonianos e Liouvillianos upper-bound e sliced podem ser usados, entre outras aplicações, para gerar estados de Fock estacionários no modo da cavidade e para a implementação de um dispositivo de tesoura quântica para truncagem de estado óptico. Finalmente, propomos um esquema para a preparação de estados emaranhados estacionários em redes bosônicas dissipativas. Descrevemos a sua aplicação em um sistema de cavidades acopladas interagindo com um reservatório construído por átomos de três níveis. Os emblemáticos estados Bell e NOON, e estados multipartites (tipo W) podem ser produzidos com alta fidelidade e pureza.
Neste trabalho, descrevemos vários protocolos para a geração de estados estacionários não clássicos, suportados principalmente pela engenharia de hamiltonianos seletivos Jaynes-Cummings, e de reservatórios atômicos.Começamos apresentando um protocolo para engenhar interações seletivas lineares e não lineares do tipo Jaynes-Cummings como também simulações numéricas para comprovar a eficácia de nosso esquema.Analisamos também como aplicar essas interações seletivas à preparação e proteção de estados de Fock estacionários via reservatório atômico.Esta estratégia combina a ação dos mecanismo de amortecimento da cavidade com os de um reservatório atômico engenhado para conduzir uma distribuição térmica inicial a um estado de Fock estacionário.A mesma técnica pode ser utilizada para fatiar as distribuições de probabilidade no espaço de Fock, permitindo assim a preparação de uma variedade de estados de equilíbrio não clássicos.Também apresentamos um protocolo para a engenharia de interações upper-bound e sliced Jaynes-Cummings e anti-Jaynes-Cummings na eletrodinâmica quântica de cavidade.No Hamiltoniano upper-bound, a interação átomo-campo está confinada a um subespaço de Fock com estados que vão desde |0 até |4 enquanto que no Hamiltoniano sliced vão desde |M até |M + 4 .Mostramos como construir Liouvillianos upper-bound independentemente da engenharia do Hamiltoniano upper-bound.Os Hamiltonianos e Liouvillianos upper-bound e sliced podem ser usados, entre outras aplicações, para gerar estados de Fock estacionários no modo da cavidade e para a implementação de um dispositivo de tesoura quântica para truncagem de estado óptico.Finalmente, propomos um esquema para a preparação de estados emaranhados estacionários em redes bosônicas dissipativas.Descrevemos a sua aplicação em um sistema de cavidades acopladas interagindo com um reservatório construído por átomos de três níveis.Os emblemáticos estados Bell e NOON, e estados multipartites (tipo W) podem ser produzidos com alta fidelidade e pureza.
processo de formação, em especial a Érico (tico), que sem sua ajuda não estaria em São Paulo, e Adiel (mago vei... srrs) por mostrar uma paciência innita em me ajudar.Agradeço aos amigos que z no IFUSP, em especial o Tiago Adorno, João Assirati, Eder Hernandez, Luiz Oliveira, Maria Resende, Ricardo Castro, Marcelo Santos.Agradeço a todos os funcionários da USP, em especial a Maria Isabel que é uma pena não trabalhar mais no IFUSP, ao Éber Lima, a Paula Mondini e Andrea Wirkus.Também gostaria de agradecer a assistente social Carla Cucolo, responsável por minha permanência no CRUSP, por sempre está disposta a me ajudar.Por m, agradeço o apoio nanceiro da FAPESP.Resumo Nesta tese, obtemos estados quânticos que satisfazem a equação de Schrödinger, para Hamiltonianos quadráticos de forma geral e, ao mesmo tempo, permitem de maneira natural obter a correspondência com a descrição clássica.Usamos o método de integrais de movimento para construir operadores de criação e aniquilação, que satisfazem a álgebra de Weyl-Heisenberg.Dessa forma, construímos os estados de número generalizados (ENG) de maneira análoga ao que é feito para os estados de Fock.Obtemos diferentes famílias de estados coerentes (EC), através de uma superposição dos ENG, que chamamos de estados coerentes generalizados (ECG).Esses estados são rotulados pela constante complexa z escrita em termos do valor esperado inicial da coordenada e do momento.Escrevemos os ECG em função do desvio padrão inicial na coordenada, σ q , de modo a minimizar a relação de incerteza de Heisenberg no instante de tempo inicial.Obtemos, de forma pioneira, os ECG para partícula livre e discutimos em detalhes suas propriedades, tal como a relação de completeza, a minimização das relações de incerteza e a evolução da correspondente densidade de probabilidade.Mostramos que o valor esperado da coordenada e do momento segue ao longo da trajetória clássica no espaço de fase.Mostramos que, quando o comprimento de onda da partícula livre é muito menor que σ q , os EC se comportam como estados semiclássicos.Além da partícula livre, construímos pela primeira vez, os ECG para o oscilador invertido e discutimos em detalhes suas propriedades.Mostramos que os ECG de sistemas diferentes podem ser relacionados, impondo condições sobre os parâmetros do Hamiltoniano.Por m, consideramos Hamiltonianos dependentes do tempo, em particular, construímos os ECG, de forma exata, para um oscilador harmônico cuja frequência varia explicitamente no tempo.Mostramos ainda modelos úteis para obter solução exata de sistemas dependentes do tempo, fazendo analogia com a equação de spin ou equação de Schrödinger unidimensional independente do tempo.Além disso, desenvolvemos um método próprio, que xa a solução e em seguida determinamos a forma da frequência.
pela orientac ¸ão neste projeto, pelo conhecimento adquirido durante esta dissertac ¸ão e pelas conversas enriquecedoras.Expresso minha gratidão a minha mãe, Dilma Alves de Oliveira e ao meu pai, Paulo Derolle (in memoriam), pelo apoio incondicional ao longo de todos os anos.Agradec ¸o ao IFUSP pela infraestrutura oferecida e ao Ricardo Castro pelo auxílio durante o curso do mestrado. ResumoNa presente dissertac ¸ão, serão estudados e construídos estados semiclássicos de sistemas em movimento infinito, apresentando e discutindo diferentes abordagens para sua construc ¸ão.Dentre essas abordagens, no caso de partículas massivas, analisaremos a evoluc ¸ão temporal de uma soluc ¸ão particular da equac ¸ão de Schrödinger.Essa soluc ¸ão corresponde a um pacote de onda que se propaga com uma velocidade, e cujo valor esperado da posic ¸ão é equivalente ao seu análogo clássico.Para a construc ¸ão desses pacotes de onda, adotaremos o método de Malkin, Man'ko e Dodonov.Com base nesse arcabouc ¸o matemático, estudaremos os estados semiclássicos no caso de uma partícula livre e, como estudo original, construiremos os estados semiclássicos de uma partícula com acelerac ¸ão, representando dois sistemas com movimento infinito.A partir dessa fundamentac ¸ão, interpretaremos como a condic ¸ão de semiclassicalidade pode ser útil para a análise física do sistema.Como exemplo, construiremos estados semiclássicos para uma partícula sujeita a uma forc ¸a de atrito e para uma partícula sujeita a uma forc ¸a de atrito e uma forc ¸a constante, com modelos do tipo Caldirola-Kanai, com o objetivo de compará-los com as condic ¸ões semiclássicas da partícula livre e partícula acelerada, assim, permitindo oferecer uma possível interpretac ¸ão física do Hamiltoniano que incorpora forc ¸as dissipativas em modelos tipo Caldirola-Kanai.Será construído também os estados semiclássicos para o oscilador harmônico invertido.Além disso, no contexto de sistemas não massivos, estudaremos as autofunc ¸ões do operador potencial vetor como estados semiclássicos, e suas diferenc ¸as em relac ¸ão aos estados semiclássicos do campo eletromagnético, que são autofunc ¸ões da parte positiva do operador do campo elétrico, estes, já bem consolidados na literatura.
Resumo: Neste trabalho, propomos a geração de estados emaranhados de ìons de dois níveis, estados vibracionais e fótons em uma cavidade Obtemos o Hamiltoniano que governa a evolução temporal dos ìons aprisionados dentro de uma cavidade, no regime de Lamb-Dicke, considerando o sistema de três íons em três configurações diferentes: i) três íons aprisionados em uma única armadilha e o campo no estado de Fock; ii) três íons aprisionados individualmente e o campo no estado de Fock e iii) três ìons aprisionados em uma única armadilha e o campo no estado coerente Para estados iniciais específicos, derivamos expressões analíticas para o estado do sistema no tempo t, as quais são usadas para calcular a probabilidade de gerar estados tipo W de três qubits, a variância das quadraturas do campo e o número médio de fótons e de fónons Mostramos quais as condições iniciais mais apropriadas para gerar estados W deterministicamente e probabilisticamente, assim como as condições para se gerar estados comprimidos do campo A negatividade global, a negatividade parcial K-way e a entropia linear são usadas para quantificar o emaranhamento do sistema Encontramos uma correspondência entre o aumento nas correlações quânticas de dois partidos e o aumento na probabilidade de gerar estados W Considerando o modelo adiabático de perda de coerência, estudamos os efeitos sobre o sistema causados pela interação com o ambiente o qual é modelado como um sistema de osciladores bosônicos que não interagem entre si Quando o sistema é preparado com os três íons no estado fundamental e o campo no estado de Fock, encontramos que para tempos suficientemente longos, a interação com o ambiente destrói o emaranhamento entre o subsistema fônon-fóton e os estados internos, mas preserva o emaranhamento entre os estados internos