Exploring quantum optics and quantum information: from the interferometer to the generation of correlated photons
| dc.contributor.advisor | Aguilar, Gabriel Horacio | |
| dc.contributor.advisorCo1 | Lemos, Gabriela Barreto | |
| dc.contributor.advisorCo1ID | https://orcid.org/0000-0003-4901-0309 | pt_BR |
| dc.contributor.advisorCo1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6885659314359356 | pt_BR |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/7481641434906096 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1 | Aguiar Júnior, Filomeno Soares de | |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0000-0001-6916-3770 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3775749903279561 | pt_BR |
| dc.contributor.referee2 | Santos, Marcelo Paleologo Elefteriadis de França | |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/0000-0001-5667-3376 | pt_BR |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/1190700200800606 | pt_BR |
| dc.contributor.referee3 | Alves, Gabriel Bié | |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/7153505692952410 | pt_BR |
| dc.contributor.referee4 | Monken, Carlos Henrique | |
| dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/0398657255645016 | pt_BR |
| dc.creator | Araújo, Jailson Sales | |
| dc.creator.ID | https://orcid.org/0000-0002-6086-7189 | pt_BR |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/4568108232543504 | pt_BR |
| dc.date.accessioned | 2026-07-16T21:34:14Z | |
| dc.date.available | 2026-07-18T03:00:11Z | |
| dc.date.issued | 2025-12-16 | |
| dc.description.abstract | This thesis investigates, in photonics, how to design, diagnose, and exploit open quantum dynamics and light–matter interactions along three complementary fronts. First, we present a programmable interferometer in linear optics in which the path degree of freedom encodes the system and polarization serves as an ancilla qubit to implement Kraus maps; we implement decoherence and dissipation channels (dephasing, amplitude damping, and Pauli), including finite-temperature extensions (GAD/SGAD). Next, using a recently defined quantum-reality quantifier, we demonstrate that Alice’s local operations correlate with the erasure of the reality of observables in Bob’s photon in a scenario of causally disconnected measurements; a modified optical quantum eraser, with entangled pairs and quantum-state tomography, confirms this correlation experimentally. Finally, we investigate the generation and control of Stokes–anti-Stokes correlations in Raman scattering and propose an experimental route to (i) analyze orbital-angular-momentum conservation in this process and (ii) study field-induced anisotropy in polar liquids under a uniform electric field. | pt_BR |
| dc.description.resumo | Esta tese investiga, em fotônica, como projetar, diagnosticar e explorar dinâmicas quânticas abertas e interações luz-matéria em três frentes complementares. Primeiro, apresentamos uma proposta de interferômetro programável em óptica linear no qual o grau de liberdade caminho codifica o sistema e a polarização atua como qubit auxiliar para implementar mapas de Kraus; realizamos canais de descoerência e dissipação (defasagem, amortecimento de amplitude e Pauli), incluindo extensões a temperatura finita (GAD/SGAD). Em seguida, utilizando um quantificador de realidade quântica recentemente definido, demonstro que operações locais de Alice correlacionam-se com o apagamento da realidade de observáveis no fóton de Bob em um cenário de medições causalmente desconectadas; um apagador quântico óptico modificado, com pares emaranhados e tomografia de estado, confirma experimentalmente essa correlação. Por fim, investigamos a geração e o controle de correlações Stokes–anti-Stokes em espalhamento Raman, propomos experimentalmente (i) um possível caminho para análisar a conservação de momento angular orbital no processo e (ii) o estudo de anisotropia induzida em líquidos polares sob campo elétrico uniforme. | pt_BR |
| dc.embargo.terms | aberto | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11422/29659 | |
| dc.language | eng | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal do Rio de Janeiro | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.department | Instituto de Física | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFRJ | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.subject | Interferômetro programável | pt_BR |
| dc.subject | Realidade quântica | pt_BR |
| dc.subject | Emaranhamento de fótons | pt_BR |
| dc.subject | Espalhamento Raman | pt_BR |
| dc.subject | Programmable interferometer | pt_BR |
| dc.subject | Quantum reality | pt_BR |
| dc.subject | Photon entanglement | pt_BR |
| dc.subject | Raman scattering | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | pt_BR |
| dc.title | Exploring quantum optics and quantum information: from the interferometer to the generation of correlated photons | pt_BR |
| dc.type | Tese | pt_BR |