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Thèse Année : 2008

Interface quantique atomes-champ en régime de variables continues

Jean Cviklinski
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 831634

Résumé

This work is devoted to the study of the coupling between the electromagnetic field and the collective spin of an atomic ensemble, from a quantum point of view.
We have generated squeezed states of the light by non-linear interaction with cold cesium atoms inside a cavity, behaving as a Kerr medium.
Using Electromagnetically Induced Transparency (EIT) in a Cs vapour, we have then demonstrated experimentaly that the quantum state of a light beam can be mapped into the long lived Zeeman coherences of an atomic ground state. Two non-commuting variables carried by light are simultaneously stored and subsequentely read-out, with no noise added. We have compared the case where a tunable single sideband is stored independently of the other one to the case where the two symmetrical sidebands are stored using the same EIT transparency window.
Finally, two protocols are proposed to generate directely spin squeezing and light entaglement via non linearities arising near the CPT situations or by Raman-based quantum non-demolition measurements of an atomic-alignement.
Ce travail est consacré à l'étude quantique du couplage du spin collectif d'un ensemble d'atomes avec le champ électromagnétique.
Nous avons généré des états comprimés du champ par interaction non-linéaire en cavité avec un nuage d'atomes froids de césium se comportant comme un milieu Kerr.
Nous montrons ensuite expérimentalement que l'état quantique d'un faisceau lumineux peut être transféré à une cohérence Zeeman de grande durée de vie par transparence induite électromagnétiquement dans une vapeur de césium. Deux quadratures du champ qui ne commutent pas sont stockées simultanément puis relues sans leur ajouter de bruit.
Enfin, deux protocoles sont proposés pour réduire directement les fluctuations quantiques du moment angulaire collectif d'un ensemble d'atomes, soit en exploitant les non-linéarités apparaissant lors d'un piégeage cohérent de population, soit par l'intermédiaire de mesures quantiques non-destructives d'alignement utilisant un couplage linéaire par effet Raman.
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Dates et versions

tel-00315360 , version 1 (28-08-2008)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00315360 , version 1

Citer

Jean Cviklinski. Interface quantique atomes-champ en régime de variables continues. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00315360⟩
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