Large dynamic light-matter entanglement from driving ...

Large dynamic light-matter entanglement from drivingneither too fast nor too slow

Alvaro Jose Gonzalez1

1Departamento de FısicaUniversidad de los Andes

Seminario Optica Cuantica, 2017

Alvaro Jose Gonzalez (Universidad de los Andes)Large dynamic light-matter entanglement from driving neither too fast nor too slowSeminario Optica Cuantica, 2017 1 /

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1 IntroduccionModelo de Dicke (DM)Medidas de entanglement entre dos sistemas

2 Nuevo regimen de comportamiento dinamico de radiacion-materiaEvolucion temporal del sistemaPersistencia de los resultados

3 Gas super fluido en una cavidad optica

4 Conclusiones


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4 Conclusiones


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Hamiltoniano DM

Describe el comportamiento de un sistema compuesto por N qubits demateria interactuando con un unico modo de radiacion (Luz) siguiendo elsiguiente hamiltoniano

H = εJz + ωa†a + 2λ(t)√NJx(a† + a)

Donde el operador

Ji = 12

∑Nj=1 σ

(j)i

denota los operadores colectivos de los N qubits. y λ(t) representa lafuerza de interaccion radiacion-materia en un tiempo t


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QFT en el DM

En el limite termodinamico N →∞ el hamiltoniano del DM puedepresentar una transicion de fase

lo que implica un cambio significativo en el estado base del DM. En la fasesuperradiante

< Nrad >=< a†a >6= 0

< NQ >=< ˆJz + N2 >6= 0


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4 Conclusiones


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Entropia de von Neumann SN

Dado un sistema compuesto (A,B), la entropia de von Neumen se definepara el subsitema A como:

SN = −tr{ρAln(ρA)}, ρA = trB{|ψ〉〈ψ|}

y su valor representa el intercambio irreversible de informacion entre lossubsistemas, de tal manera que:

SN = 0⇒ |ψ〉 = |ψ〉Q ⊗ |ψ〉rad


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Negatividad Cuantica

Si el sistema ahora esta abierto

|ψ〉 → ρ

SN ya no es un buen testigo de entanglement y se debe definir lanegatividad cuantica como:

N−(ρ) = ||ρΓq ||−12

donde, para estados entangled se tiene que

N−(ρ) 6= 0


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4 Conclusiones


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Annealing parameter

El Annealing parameter, representa el grado de interaccion existen deentra la radiacion y la materia en el tiempo.

λ(t) = vt

ω = ε

λc = 0.5


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Estado puro


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4 Conclusiones


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Dependencia del Annealing velocity con N


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Sistema cuantico abierto

La evolucion temporal para la matriz densidad del sistema, se puedemodelar por una ecuacion maestra en forma de Linbland:

ddt ρ = −i [H, ρ] + 2κ(n + 1)D(ρ; a) + 2κnD(ρ; a)


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Disipacion


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BEC en una cavidad


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Conclusiones

Se descubrio un regimen dinamico donde el entanglementradiacion-materia se logra para velocidades intermedias

Se argumento, que los resultados persisten bajo condiciones masrealistas, correspondientes a N muy grandes y a la presencia defactores de disipacion


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bibliografıa

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