Steering en estados Gaussianos de dos modos : influencia del exceso de ruido en estados comprimidos de la luz producidos experimentalmente

Abstract

En esta tesis se presenta el estudio de las condiciones necesarias para detectar el fenómeno de Steering en los estados Gaussianos de dos modos obtenidos al hacer incidir sobre un divisor de haz (BS) un estado comprimido y el vacío. Se utilizó el formalismo de la matriz de covarianza y el cálculo simpléctico para hallar las condiciones para detectar Steering. En particular, se determinaron los valores mínimos de pureza y compresión del estado comprimido inicial.Se encontró que todos los estados que superan un cierto nivel de compresión dependiente del coeficiente de transmisión del BS son dirigibles independientemente de su pureza. El modelo teórico se puso a prueba experimentalmente. Se generaron estados de vacío comprimido por el mecanismo conocido como “autorotación de la polarización” en vapor de Rubidio, obteniendo hasta 2,3 dB de compresión. Para producir estados entrelazados se hizo incidir los estados comprimidos en un divisor de haz junto con el vacío. Se reconstruyó la matriz de covarianza del estado de dos modos generado de esta forma a partir de la detección de las varianzas de los parámetros de Stokes y la determinación del nivel de ruido del vacío. Se proponen en esta tesis tres métodos distintos para determinar el nivel de ruido de vacío, dos de los cuales no requieren la realización de medidas independientes del estado estudiado. Se presenta un análisis comparativo de los tres métodos. Las matrices de covarianza se analizaron de acuerdo con el modelo estudiado teóricamente encontrando Entrelazamiento pero no Steering. Los resultados experimentales son consistentes con las previsiones teóricas, se discuten las dificultades encontradas para la puesta de manifiesto del Steering.

This thesis presents a study of the conditions needed to detect Steeringon Gaussian states generated by combining a squeezed Gaussian state withvacuum on a beam splitter (BS). To obtain the requirements for Steering,symplectic formalism on the covariance matrix was applied. Specifically, the minimum necessary values of purity and squeezing of the initial state were determined. As a result, it was found that if the amount of squeezing surpasses a certainthreshold – dependent on the transmittance of the BS- all possible states are steerable, regardless of their purity.This theoretical modelling was tested experimentally. Squeezed vacuum states were generated by the mechanism kwnown aspolarization self-rotation[1] on87Rb vapour, reaching up to 2.3 dB of squeezing. To obtain entangledstates, the squeezed states were combined with vacuum on a BS. Then the covariance matrix of the resulting two-mode Gaussian state was reconstructedby means of detecting the variances of Stokes parameters, and establishing thevacuum noise level.This thesis proposes three methods to determinate vacuum noise level, twoof them not requiring independent measurements besides those necessary tomea sure the state fluctuations. A comparative analysis of the three methods is presented.Covariance matrixes were studied according to the theoretical model pro-posed; as a result, Entanglement was found, but not Steering. The results were consistent with the theoretical predictions. Finally, we comment on the difficulties found on the search for Steering.