Využití a kvantifikace kvantové nelinearity

Mgr. Šimon BRÄUER

Doctoral thesis

Application of non-Gaussian states in quantum computing and quantum thermodynamics

Abstract:

The thesis focuses on two key directions, namely, the use of nonlinearities in quantum thermodynamics and, subsequently, the generation of nonlinear states and their quantification. The thermodynamic part describes the realization of a nonlinear interferometer as the smallest possible quantum heat machine, where the nonlinear process is an integral part of the scheme. With four input modes, it is possible to concentrate energy in one preselected mode at the output of the scheme. The second segment focuses on the realization and quantification of nonlinearly squeezed states --- cubic and quartic, where it is a deterministic process with the use of a non-linear operation (Kerr operations). The follow-up is the generalization of the nonlinear squeezing parameter so that it can be used for the classification of different types of states in different systems.

Abstract:

Práce se zaměřuje na dva klavní směry a to využití nelinearit v kvantové termodynamice a následně na generaci nelineárních stavů a jejich kvantifikaci. V termodynamická část popisuje realizace nelineárního interferometru jako nejmenšího možného kvantového tepelného stroje, kdy nelinární proces je nedílnou součástí schématu. Při vstupních čtyřech módech je možné na výstupu schématu koncentrovat energii do jednoho předvybraného módu. Druhý segment se zaměřuje na realizaci a kvantifikaci nelineárně stlačených stavů --- kubicky a kvarticky, kdy se jedná o deterministický proces právě s využitím nelineární operace (Kerrovské operace). Na to navazuje zobecnění parametru nelineárního stlačení tak, aby bylo možné ho využít pro klasifikaci různých typů stavů v různých systémech.

Keywords

kvantová optika, kvantová termodynamika, Kerrova nelinearita, nelineární stlačení

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 8. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: prof. RNDr. Tomáš Opatrný, Dr.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Doctoral programme / odbor:
Optics and Optoelectronics / Optics and Optoelectronics