هدف در این گروه بررسی رفتار کوانتومی در نور، سامانه های مکانیکی و در کل سیستمهای بوزونی است. در این مسیر، اندرکنش این سیستمها با درجات آزادی الکترونی و اسپینی مختلف و در نتیجه تشکیل سیستمهای ترکیبی (هیبرید) مورد علاقه و بررسی خواهد بود. سپس به طور نظری از این سیستمهای ترکیبی جهت بررسی قوانین بنیادین فیزیک کوانتومی و نیز استثمار آنها در فناوریهای مختلف از ارتباطات امن کوانتومی گرفته تا حسگرهای فوق دقیق بهره میبریم.
در ادامه فهرستی از زمینه های پژوهشی مورد علاقه آورده شده است:
اپتومکانیک کوانتومی
پیشرفتهای دو دهه اخیر در ساخت و کنترل سامانه های مکانیکی در ابعاد نانومتری به پژوهشگران این قابلیت را داده است که برخی حیطه های بحث برانگیز نظریه کوانتوم، به عنوان مثال مرز بین سامانه های ماکروسکوپی و میکروسکوپی، را مورد بررسی قرار دهند. به دلیل ماکروسکوپی بودن سامانه های مکانیکی نیاز به استفاده از روشهای غیرمستقیم جهت دست ورزی و وارسی آنها وجود دارد. این کار میتواند به واسطه سامانه های خوش رفتار اپتیکی و الکترونیکی صورت پذیرد.
ما در گروه اپتیک کوانتومی نظری در پی بررسی و ارایه پیشنهاداتی جهت استفاده و کنترل هر چه دقیقتر سامانه های مکانیکی در آزمایشگاه هستیم. از چیدمانهای پیشنهادی میتوان برای بررسی اصول بنیادین نظریه مکانیک کوانتومی استفاده شود.
مقالات مربوط:
Ali Asadian and Mehdi Abdi, Phys. Rev. A 93, 052315 (2016).
نقاط رنگی
برخی جامدات چون الماس اگر ساختار بلوریشان بدون نقص باشد کاملا شفاف خواهند بود چرا که گاف انرژی نسبتا بزرگی دارند. ولی در حضور برخی نقصهای نقطه ای ترازهای الکترونیکی در گاف انرژی ظهور پیدا میکنند که گذارهای بین این ترازها میتواند به گسیل بسته نورهای جایگزیده، به لحاظ زمانی، منجر شود. اخیر چنین گسیلگرهایی در ساختار هگزاگونال نیترید بورون (hBN) مشاهده شده اند. این ماده یک ساختار وان در والس دارد و این قابلیت وجود دارد که به صورت غشایی حتی تک-لایه درآورده شود. ویژگیهای این گسیلگرها هنوز کاملا شناخته شده نیست.
بررسی نظری خصوصیات الکترونی، اسپینی و اپتیکی ساختارهای hBN حامل چنین گسیلگرهایی و در نهایت استفاده از آنها در راستای فناوری کوانتومی (حسگرها و ارتباطات کوانتومی) یکی دیگر از پروژه های گروه اپتیک کوانتومی است.
مقالات مربوط:
پردازش اطلاعات کوانتومی
ایجاد ارتباطات فوق امن کوانتومی و نیز انجام محاسبات (شبیه سازی در مراحل اولیه) کوانتومی از ارزشمندترین کاربردهای نظریه فیزیک کوانتومی هستند که در دهه اخیر به طور ویژه ای مورد بررسی فیزیک پیشگان قرار گرفته اند. در راستای تحقق این اهداف روشهای مختلفی ارایه شده اند که به طور کلی میتوان آنها را به دو دسته متغیر گسسته (مبتنی بر فضای هیلبرت محدود) و متغیر پیوسته (بر اساس فضای هیلبرت نامحدود) تقسیم بندی نمود.
در پژوهشهای این گروه بر روی سامانه های ارتباطات و محاسبات کوانتومی متغیر پیوسته و گسسته، چه در حوزه تکرارگرهای کوانتومی و چه در شبیه سازهای کوانتومی نیز پروژه هایی در حال انجام است.
مقالات مربوط:
Mehdi Abdi, Stefano Pirandola, Paolo Tombesi, and David Vitali, Phys. Rev. Lett. 109, 143601 (2012).
Mehdi Abdi, Stefano Pirandola, Paolo Tombesi, and David Vitali, Phys. Rev. A 89, 022331 (2014).
