Kvantová a nelineární optika

V oblasti kvantové a nelineární optiky se zabýváme zejména tématy souvisejícími s generací, přenosem, detekcí a kvantovým zpracováním informace. K tomu využíváme jako hlavní nástroj fotonová dvojčata získaná procesem parametrické sestupné frekvenční konverze

Publikovali jsme několik návrhů nových zdrojů fotonových dvojčat založených na fotonických strukturách jako jsou např. periodicky pólované nelineární krystaly (Opt. Express 2010, 18, 27130), vlnovody s Braggovým odrazem (Opt. Express 2011, 19, 3115), kruhová vlákna (Opt. Express 2014, 22, 23743) nebo metalodielektrické struktury (Phys. Rev. A 2014, 90, 043844). Takové zdroje nabízejí významné výhody oproti tradičním zdrojům založeným na nelineárních krystalech a mohou nalézt využití např kvantově-informačních schématech budoucnosti. Kromě miniaturizace a vyššího poměru intenzity k objemu mohou takové struktury také produkovat fotonová dvojčata s extrémně širokými spektry, kvantovou provázaností vysoké dimenze nebo dvojčata kvantově provázaná v několika vlastnostech včetně orbitálního úhlového momentu. Některé z navržených zdrojů byly rovněž experimentálně realizovány a testovány. V této oblasti jsme úzce spolupracovali s Institutem fotonických věd v Barceloně (ICFO).

V oblasti kvantového zpracování informace věnujeme hlavní úsilí návrhu a konstrukci prvků pro manipulaci s kvantovými stavy založenými na lineární optice. Ty zahrnují např. řízené fázové hradlo (Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 013602), účinnost kvantové provázanosti kvantových hradel (Phys. Rev. A 2012, 86, 032321), klonování kvantových bitů (Phys. Rev. A 2012, 85, 050307) a odposlouchávání kvantových komunikačních linek založené kvantovém klonování (Phys. Rev. Lett. 2013, 110, 173601), kvantové směrování (Phys. Rev. A 2013, 87, 062333) a zesilování kvantových bitů (Phys. Rev. A 2013, 87, 012327). Rovněž se zabýváme vlivem prostředí na přenos kvantových stavů (Phys. Rev. A 2012, 85, 063807). Většina zmíněných schémat byla experimentálně realizována v našich laboratořích. Takové prvky se mohou stát součástmi kvantových komunikačních sítí budoucnosti.

V oblasti detekce jsme vyvinuli přístupy založené na intenzifikovaných CCD kamerách, čímž jsme získali univerzální nástroj pro zkoumání korelací v počtech fotonů, prostorových a spektrálních korelací v polích fotonových dvojčat. Takové nástroje jsme využili např. pro detailní zkoumání korelací fotonových dvojčat jak na úrovni jednotlivých fotonů (Phys. Rev. A 2010, 81, 043827, Phys. Rev. A 2012, 85, 023816) tak i v silných polích (Opt. Express 2014, 22, 13374). S využitím kvantové provázanosti v počtu fotonů byla vyvinuta metoda pro kalibraci kvantové účinnosti detektorů bez kalibrovaného zdroje záření (Opt. Lett. 2012, 37, 2475), která byla později zobecněna i na detektory s analogových výstupem (Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 041113) a na možnost získat celou spektrální kalibrační křivku (J. Opt. Soc. Am. B 2014, 31, B1-B7). Představili jsme rovněž efektivní způsoby generace neklasických stavů světla (Opt. Express 2013, 21, 19387, Phys. Rev. A 2013, 88, 062304). Některé z těchto prací byly prováděny v úzké spolupráci s Universitou Insubria, Como, Itálie.
 

Nejnovější publikace skupiny

  • Malpani, P; Thapliyal, K; Banerji, J; Pathak, A: Enhancement of Non-Gaussianity and Nonclassicality of Photon-Added Displaced Fock State: A Quantitative Approach, Ann. Phys.-Berlin (2022).
  • Abo, S; Chimczak, G; Kowalewska-Kudlaszyk, A; Perina, J; Chhajlany, R; Miranowicz, A: Hybrid photon-phonon blockade, Sci Rep 12 (1) 17655 (2022).
  • Minganti, F; Huybrechts, D; Elouard, C; Nori, F; Arkhipov, II: Creating and controlling exceptional points of non-Hermitian Hamiltonians via homodyne Lindbladian invariance, Phys. Rev. A 106 (4) 42210 (2022).
  • Drong, M; Dems, M; Perina, J; Fordos, T; Jaffres, HY; Postava, K; Drouhin, HJ: Time-Dependent Laser Cavity Perturbation Theory: Exploring Future Nano-Structured Photonic Devices in Semi-Analytic way, J. Lightwave Technol. 40 (14) , 4735 - 4745 (2022).
  • Akella, S; Thapliyal, K; Mani, HS; Pathak, A: Dynamics of single-mode nonclassicalities and quantum correlations in the Jaynes-Cummings model, J. Opt. Soc. Am. B-Opt. Phys. 39 (7) , 1829 - 1838 (2022).

Skupina kvantové a nelineární optiky

Jméno Zařazení Místnost Telefon (++420 58 563 ...) ORCID Researcher ID
Mgr. Ievgen Arkhipov Ph.D. vědecký pracovník 309 1557 0000-0001-6547-8855 A-9602-2017
Mgr. Antonín Černoch Ph.D. vědecký pracovník 322 1549, 1541 0000-0001-6331-286X G-5971-2014
prof. RNDr. Ondřej Haderka Ph.D. vědecký pracovník / vedoucí SLO 246 1511 0000-0002-6587-4812 G-6313-2014
Mgr. Jiří Hůsek Ph.D. student
Mgr. Kateřina Jiráková Ph.D. vědecký pracovník 302 4158 0000-0002-9429-4024
Mgr. Josef Kadlec Ph.D. student 310 0000-0002-6438-5443
Ing. Jaromír Křepelka CSc. vědecký pracovník / editor časopisu 242 1516 0000-0003-0684-0775
doc. Karel Lemr Ph.D. vědecký pracovník 322 1547, 1541 0000-0003-4371-3716 G-5641-2014
RNDr. Antonín Lukš vědecký pracovník 313 4285 0000-0002-2497-5457
Mgr. Radek Machulka Ph.D. vědecký pracovník 320 1692 0000-0002-8749-1185
Ing. Bc. Václav Michálek Ph.D. vědecký pracovník 312 1510, 1543, 1558 0000-0003-2569-9471 G-5956-2014
prof. RNDr. Jan Peřina DrSc. emeritní profesor 212 4264 0000-0002-8175-292X G-5700-2014
prof. RNDr. Jan Peřina Ph.D. vědecký pracovník / vedoucí skupiny 321 1509 0000-0003-0542-7508 G-5700-2014
prof. Vlasta Peřinová vědecký pracovník 314 4263 0000-0001-5571-7074
Mgr. Jan Roik Ph.D. student 316 1536 0000-0002-7197-5054
doc. RNDr. Jan Soubusta Ph.D. vědecký pracovník 323 1509 0000-0002-5867-4919 G-4875-2013
Kishore Thapliyal Ph.D. vědecký pracovník 316 1536 0000-0002-4477-6041 AAH-3564-2019
Mgr. Vojtěch Trávníček Ph.D. vědecký pracovník 302 4158 0000-0001-7267-5603
Mgr. Ivana Víšová Ph.D. vědecký pracovník 217 1578 0000-0002-0452-4042 S-9466-2017

Tags: