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Browsing Arq_paso by Author "AHUMADA CORTES, MARITZA ELIZABETH"
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- PublicationESTUDIO DEL TRANSPORTE DE FOTONES EN SISTEMAS NANOSCOPICOS(2021-01)
;AHUMADA CORTES, MARITZA ELIZABETH ;ORELLANA DINAMARCA, PEDROUniversidad Técnica Federico Santa María. Departamento de FísicaEsta tesis se enmarca en el estudio del transporte de fotones en circuitos nanoscópicos, motivado en aplicaciones en la ciencia de la información y la comunicación cuántica. Se propone un circuito cuántico multipropósito integrado, el cual está constituido de un nodo cuántico multifuncional compuesto de una secuencia de átomos de tres niveles del tipo Λ acoplados a dos canales de propagación. Una de las transiciones atómicas permitidas está manejada por un campo clásico que puede controlar el modo de operación del dispositivo. Se estudió el dispositivo analíticamente por medio del modelo bosónico de ligaduras fuertes y el modelo de Jaynes-Cumming, resolviendo la ecuación de Schrödinger en el cuadro de onda rotante. Se estudió el transporte en estado estacionario de un fotón en el circuito y se determinaron los espectros de transmisión, reflexión y transferencia de los canales de propagación. Se obtuvieron sub-bandas de energía en los espectros donde el fotón puede ser enrutado al segundo canal con máxima eficiencia o puede dejar el sistema con igual probabilidad a través de sus cuatro salidas disponibles. Ambos modos operativos trabajan en un ancho de banda amplio, con probabilidades máximas y variedad de parámetros. Se estudió la dinámica espacio-temporal de un paquete de ondas Gaussiano que se propaga en el sistema. Simulaciones numéricas concuerdan con los resultados analíticos obtenidos desde el análisis estacionario. Así, se corroboró que el sistema puede operar como enrutador y divisor de cuatro caminos de paquetes de ondas. Además, se determinó que el sistema presenta un modo operativo donde paquetes de onda pueden ser retrasados o almacenados, utilizando un fenómeno tipo EIT-multiatómico y la formación de una banda de luz lenta. Finalmente, se demostró que el dispositivo exhibe una serie de funciones tales como enrutador controlado, interruptor, divisor de cuatro caminos, línea de retardo o nodo de almacenamiento. Todas las operaciones pueden ser realizadas por un único dispositivo, siendo estas manejadas por medio de un campo clásico de control. Se analizaron los modos de operación ante disipaciones en los estados atómicos y se determinó que son robustos a disipaciones moderadas. El sistema entrega posibilidad de utilizar el paralelismo de las operaciones cuánticas, las cuales son transcendentales en las nuevas tecnologías para procesar información.