VERS UNE MEMOIRE QUANTIQUE AVEC DES IONS PIEGES

tel-00430795, version 1 - 9 Nov 2009
1.3. PROTOCOLES 31
1.3.1 Protocole en X
Ce protocole a été proposé dans [56] et peut être utilisé avec un ensemble d’atomes
à deux niveaux, composés de deux sous niveaux Zeeman chacun. Le milieu est polarisé
magnétiquement dans la direction z
Jz
˜ 1 = 2Nat
, et une impulsion lumineuse polarisée
selon y
S1
˜ = Nph traverse ce milieu selon la direction x, voir figure 1.9. Les fluctuations
de polarisation en spin seront contenues dans le plan x, y et les fluctuations de polarisation
lumineuse représentées par les opérateurs ˜ S2 et ˜ S3. L’influence du milieu sur l’impulsion peut
Fig. 1.9 – (a) Schéma du protocole, l’impulsion est polarisée selon y et le milieu selon z. (b)
Niveaux atomiques avec axe de quantification selon x
être décrite par les relations suivantes [44] [12] (on pourra utilement se reporter aux articles
[57] [58] et [59]) :
˜S2 → ˜ S2 + α ˜ S1 ˜ Jx
˜Jy → ˜ Jy + α ˜ S3 ˜ Jz
La première ligne décrit l’effet Faraday : la polarisation de l’impulsion est modifiée par la
polarisation magnétique dans l’axe de propagation) et la seconde ligne montre l’action en
retour de la lumière sur les atomes. Les autres opérateurs sont inchangés aux pertes près. En
reprenant les variables continues introduites aux pages 26 et 27, les relations entrée sortie
s’écrivent :
˜X OUT
ph
˜X OUT
at
=
1 − ɛph
˜X IN
= √
1 − ɛat
˜X IN
ph + κ ˜ P IN
at
at + κ ˜ P IN
ph
ɛph ∝ σ
A Nat ɛat = ɛph
Nph
Nat
˜P OUT
ph
˜P OUT
at
κ = ɛph
= 1 − ɛph ˜ P IN
ph
= √ 1 − ɛat ˜ P IN
at
IN et OUT décrivent les opérateurs avant et après le passage de l’impulsion, ɛph les pertes
optiques, ɛat les pertes atomiques, κ le terme de couplage, σ est la section efficace d’absorption,
A la section du faisceau, ∆ le désaccord et Γ la largeur du niveau excité.
Une fois que l’impulsion a traversé le milieu, une quadrature lumineuse a été transférée
) mais l’autre non. Il convient de compléter le
(relation entrée-sortie reliant ˜ X OUT
at
et ˜ P IN
ph
transfert soit par un second passage soit en mesurant la quadrature non transférée ˜ Xph et en
effectuant une contre réaction magnétique.
Le principal désavantage de ce protocole est qu’il ne réalise pas un transfert de fluctuations
∆
Γ
Nph
Nat