… hablando de la luz ….. …… iluminando un mundo cuántico… Juan León QUINFOG Instituto de Física Fundamental (CSIC) …… iluminando un mundo cuántico… 29.04.2015

Red de Información Cuántica en España

Óptica Cuántica

(Deutsch UNM)

(Deutsch UNM)

The Nobel Prize in Physics 2012 Serge Haroche and David J. Wineland "for ground-breaking experimental methods that enable measuring and manipulation of individual quantum systems" 2012 The Nobel Prize in Physics 2005 Roy J. Glauber "for his contribution to the quantum theory of optical coherence" John L. Hall and Theodor W. Hänsch "for their contributions to the development of laser-based precision spectroscopy, including the optical frequency comb technique" 1905 2005 1997 The Nobel Prize in Physics 1997 Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji and William D. Phillips "for development of methods to cool and trap atoms with laser light"

Óptica Cuántica Nació antes de la llegada del láser (Glauber)  Efectos no-lineales  Conversión de frecuencias  Entrelazamiento  Interaciones con átomos intensas y controladas

Óptica Cuántica  Manipulación de átomos y fotones individuales  Decoherencia mínima almacenamiento en estados internos de átomos/iones Procesadores cuánticos implementación de puertas cuánticas

Óptica Cuántica Estudio de fenómenos mecano cuánticos: de lo mental al laboratorio Teleportación y criptografiá cuántica experimental … y comercial

Chu, Cohen Tannoudji, Phillips 1997 Enfriamiento laser Enfriamiento Doppler

Glauber 2005 QFT Señal en r Schwarz máximo contraste (    ) Condición suficiente  estado coherente

Hall, Hansch 2005 ¿Qué es un reloj?

Hall, Hansch 2005 Peine de frecuencias

Wineland 2012 Particle control in a quantum world

Particle control in a quantum world Haroche 2012 Particle control in a quantum world

parametric down conversion Borrador cuántico Podría entenderse como un efecto clásico Ondas polarizadas Usemos parametric down conversion

Pongamos como fuente un estado entrelazado de dos fotones Suma de energías y diferencia de tiempos de llegada conocidos simultáneamente con gran precisión

Hong-Ou-Mandel interferometer of single particles Hong-Ou-Mandel interferometer

Hong-Ou-Mandel interferometer (Berkeley)

Sin borradores Con borradores

Efecto túnel superlumínico

Hay que alargar el camino 𝑣>𝑐 𝑡≅1.7 𝑓𝑠< 𝑑 𝑐 =3.6 𝑓𝑠 imposible atravesar clásicamente la barrera Hay que acortar el camino 𝑣<𝑐 𝑡>𝑑/𝑐 barrera atravesable clásicamente

Interferencia de dos fotones independientes 1997, 2008 ⁞ efecto túnel se transmite preferentemente una pequeña porción del frente de la onda cuyo pico está adelantado en ∆ respecto al de la onda incidente El adelanto efectivo es 𝑡=∆/c Pittman exp 1996 ⁞ Interferencia de dos fotones independientes 1997, 2008 ⁞ Time resolved 2008 ⁞ Iimágenes de las coincidencias/Shot-by-shot imaging Optics Lett 1 abril 2015 www.opticsinfobase.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-40-7-1540 youtube

Interferómetro HMO atómico Condensado de Bose Einstein de 4He Nature 2 abril 2015

we are not experimenting with single particles, “ Schrödinger 1925: we are not experimenting with single particles, any more than we can raise Ichthyosauria in the zoo Haroche 2012: we perform “in vivo” studies, trying to preserve the quantum properties of the manipulated systems

¡No os perdáis lo que está por venir! “ Schrödinger 1925: we are not experimenting with single particles, any more than we can raise Ichthyosauria in the zoo Haroche 2012: we perform “in vivo” studies, trying to preserve the quantum properties of the manipulated systems ¡No os perdáis lo que está por venir! gracias por vuestar atención juan.leon@csic.es