Studying the dynamics of open quantum systems using photons

Abstract

We experimentally present the controlled transition, of an open-quantum system, between Markovian and Non-Markovian dynamics. The polarization of light is used as the system, whereas the environment is represented by the spatial structure of light. The controlled coupling of theses two domains is done by a polarization sensitive tunable beam displacer. Additionally, We present the experimental implementation and theoretical model of a controllable dephasing quantum channel using the same photonic variables. Differently, from standard dephasing channels, the channel here reported presents an exotic behavior, in the sense that the evolution of a state, from a pure to a mixed state, shows an oscillatory behavior if tracked in the Bloch sphere.

"Experimentalmente presentamos la transición controlada, de un sistema cuántico abierto, entre las dinámicas Markovian y Non-Markovian. La polarización de la luz se utiliza como sistema, mientras que el entorno se representa mediante la estructura espacial de la luz. El acoplamiento controlado de estos dos dominios se realiza mediante un desplazador de haz sintonizable sensible a la polarización. Además, presentamos la implementación experimental y el modelo teórico de un canal cuántico de desfase controlable utilizando las mismas variables fotónicas. De manera diferente, a partir de canales de desfase estándar, el canal aquí presentado presenta un comportamiento exótico, en el sentido de que la evolución de un estado, desde un estado puro a uno mixto, muestra un comportamiento oscilatorio si se rastrea en la esfera de Bloch."--Tomado del Formato de Documento de Grado.