Ensemble d'atomes inhomogenes en couplage fort avec un mode d'une cavité optique miniaturisée: Vers le concept de protection par cavité

Inhomogeneous atomic ensemble in the strong coupling regime with a mode of a miniaturized optical cavity: Towards the concept of protection by the cavity

• Auteur / Autrice : Mohamed Baghdad
• Direction : Jakob Reichel, Romain Long
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2016
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Kastler Brossel (Paris ; 1998-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)

Mots clés

Mots clés libres

Inhomogène

Couplage fort

Protection

Cavité

Inhomogeneous

Strong coupling

Protection

Cavity

Detection

Atomes froids

Résumé

Le but de la thèse est d'etendre la génération d'intrication à des ensembles mesoscopiques d'atomes d'une centaine d'atomes neutres, tout en gardant une analyse de l'atome unique. Cela sera atteint en combinant des techniques d'electrodynamique quantique en cavité et de microscopie de haute résolution utilisée dans le domaine des gaz sur réseaux. L'étudiant en thèse réalisera un registre d'atomes uniques dans un reseau 1D avec une detection et un adressage site par site. Chaque site est identiquement et fortement couplé au mode de haute finesse de la cavité. La cavité permettra la génération d'intrication par le couplage collectif des atomes à la cavité. La detection de haute résolution site par site sera effectuée à l'aide d'un microscope optique de haute résolution donnant accès à une tomographie complète de l'état.

The goal of this PhD thesis is to extend the generation of multi particle entanglement to “mesoscopic” ensembles of up to ~100 neutral atoms while maintaining analysis at the single-atom level. It will be achieved by the original combination of optical Cavity Quantum Electro-Dynamics (CQED) methods with quantum gas microscope techniques developed in the field of optical lattices. More specifically, the PhD student will realize a single-atom qubit register in a one-dimensional optical lattice,with single lattice site detection and addressing capabilities and where each site is strongly and identically coupled to the mode of a high-finesse optical cavity. The cavity will allow entanglement creation by the collective coupling of the atoms with the cavity mode, while site-resolved detection with a high-resolution optical microscope will give access to full state tomography.