Control del enredamiento atómico mediante el efecto Stark dinámico generado en una cQED

Abstract

Se estudia un método para generar enredamiento entre dos átomos que atraviesan secuencialmente una cavidad cuántica electrodinámica (cQED) mediante interacciones átomo-campo en las que se intercambian un fotón o dos fotones. Se analizan las condiciones bajo las cuales es válido el hamiltoniano para el caso de intercambio de dos fotones, que se construye empleando la teoría de perturbaciones independiente del tiempo. Se muestra que, cuando dos átomos que atraviesan secuencialmente el campo de una cavidad, inicialmente en un estado de Fock, se preparan en sus estados excitados, existe un valor máximo de enredamiento entre los dos átomos. Este valor es independiente del número de fotones de intercambio entre el átomo y el campo, pero puede ajustarse cambiando los tiempos de interacción de cada átomo con la cavidad. Se concluye que el enredamiento átomo-átomo generado por la interacción con una cavidad presenta un comportamiento universal, en el sentido de que no se obtiene más enredamiento solamente por considerar un mayor número de fotones de intercambio. Adicionalmente, se encuentran los valores de los parámetros para que el estado atómico quede preparado, después de las interacciones con el campo, en un estado con un valor dado de enredamiento. En particular, se establece un régimen para la elección de los parámetros físicos que hacen posible tener el máximo enredamiento entre los átomos. En el caso disipativo se identifican los tiempos de interacción que generan estados más robustos en el sistema. / Abstract. A method to generate entanglement between two atoms which sequentially cross a quantum electrodynamics cavity (cQED), through an interaction with the field in which one or two-photons are exchanged, is studied. The validity conditions of the two-photon Hamiltonian, built employing the time-independent perturbation theory, are discussed. When two atoms, which traverse sequentially the cavity, are prepared in their excited states and interact with an initially empty electromagnetic field, there is a maximum value of atomic entanglement. This value, which does not depend on the number of photons exchanged, depends on the interaction times of each atom with the cavity field. We conclude that the atom-atom entanglement generated by interaction with a cavity has a universal behavior, in the sense that no entanglement is gained only by considering a larger number of photons exchanged. Additionally, the parameter values to prepare an atomic state –after interaction with the field— with a given degree of entanglement, are discussed. In particular, a choice of physical parameters that provides maximum atomic entanglement is identified. In the dissipative case the interaction times of interaction that generate more robust states in the system, are identified.