Reconstrucción de estados de campo de cavidad no clásicos con instantáneas de su decoherencia

Área de la Ciencia:

• La óptica cuántica es una óptica cuántica.
• Ciencias de la información cuántica Ciencias de la información cuántica.
• Cavidad Cantidad Electrodinámica Cuántica

Sus antecedentes:

• La reconstrucción del estado cuántico es crucial para comprender los sistemas cuánticos y el límite cuántico-clásico.
• La reconstrucción de los estados de los fotones atrapados es experimentalmente desafiante debido a la necesidad de cavidades de larga vida.

Objetivo del estudio:

• Para lograr una reconstrucción completa y representación pictórica de varios estados de radiación cuántica atrapados en una cavidad.
• Investigar el límite cuántico-clásico y estudiar los efectos de decoherencia en los estados cuánticos.

Principales métodos:

• Utilizó una cavidad donde los fotones sobreviven el tiempo suficiente para mediciones repetidas.
• Empleó átomos individuales que cruzan la cavidad para extraer información sobre el campo de radiación atrapado.
• Reconstruido estados cuánticos utilizando matrices de densidad y funciones de Wigner.

Principales resultados:

• Con éxito reconstruido y visualizado estados coherentes, estados de Fock y estados de gato de Schrödinger de fotones atrapados.
• Funciones de Wigner observadas con oscilaciones y negatividades para los estados de gato de Fock y Schrödinger, lo que indica una interferencia cuántica.
• Monitoreo de la decoherencia mediante la reconstrucción de instantáneas secuenciales de los estados del gato de Schrödinger.

Conclusiones:

• El procedimiento de reconstrucción desarrollado permite un estudio detallado de los estados cuánticos y su dinámica en cavidades ópticas.
• Esta técnica es valiosa para futuras investigaciones sobre la decoherencia y el control de retroalimentación cuántica de los sistemas fotónicos.