عنوان

تولید حالات غیرکلاسیک نور با استفاده از نانو ساختارهای الکترونیکی

‭۸۰۷۳پ‬

per

تولید حالات غیرکلاسیک نور با استفاده از نانو ساختارهای الکترونیکی

/علیساجوادی

: دانشکده مهندسی فناوری‌های نوین

، فرخی

‮‭۱۰۵‬ص.‬

چاپی

کارشناسی ارشد

رشته مهندسی نانوفوتونیک

تبریز

در عصر حاضر نیاز به پردازنده‌های پرقدرت و سیستم‌های امن مخابراتی بیش از پیش احساس می‌شود .با این وجود فناوری‌صهای موجود نیز به آخرین حد توان ممکن از لحاظ تئوری نزدیک و نزدیک‌تر می‌شوند .سیستم‌هایی فراتر از محدودیت‌های پیش روی نیازمند فناوری‌های جدیدی است .علم کوانتوم زمینه‌ها و پتانسیل‌های جدیدی پیش روی محققان قرار داده است که بهره گیری از این پتانسیل‌ها می‌تواند گزینه مناسبی برای جواب‌صگویی به نیازهای روز افزون عصر باشد .استفاده از خواص کوانتومی ذرات برای کاربردهای متفاوت روز به روز همه گیرتر می‌صشود .خواص کوانتومی ذرات امکان گذر از محدودیت‌صهای کلاسیک را به وجود می‌صآورند و در کنار آن بسیاری از کاربردهای جدید را فرا روی انسان می‌صنهند .در میان این ذرات فوتون‌صها به دلیل جابه‌صجایی آسان، جذب پایین و امکان آماده‌صسازی آسان حالت کوانتومی خاص به عنوان رقیبی سرسخت برای سایر ذرات مطرح هستند .دو کاربرد عمده پیش‌بینی شده و مورد تحقیق برای خواص کوانتومی ذرات پردازش کوانتومی و رمز گذاری کوانتومی هستند .پردازشگرهای کوانتومی انجام پردازش‌صهای طولانی کلاسیک را در زمان معقولی میسر می‌سازند و رمزگذاری کوانتومی نیز نوید امنیت بدون شرط انتقال اطلاعات را می‌دهد .به همین دلیل این دو کاربرد علاقه محققان را در عصر حاضر به خود جلب کرده‌اند .در این پایان‌صنامه مروری کوتاه بر محاسبات کوانتومی و مخابرات کوانتومی به وسیله نور خواهیم داشت .سپس به بررسی رفتار موجبرهای تحریک شده به وسیله نور غیر کلاسیک، به طور خاص تک فوتون‌صها، به عنوان بستری مناسب برای پیاده‌صسازی الگوریتم‌صهای کوانتومی و آماده-سازی حالات غیر کلاسیک می‌صپردازیم .سپس به بررسی انتظارات هر کاربرد از فوتون‌صهای ورودی و می‌صپردازیم .و در نهایت به بررسی خواص نقاط کوانتومی ‮‭GaN‬ به عنوان ماده‌صای مناسب برای تولید تک فوتون‌صها پرداخته و روشی عملی را برای بهینه سازی نقاط کوانتومی برای تولید تک فوتون‌صهای بهبود یافته ارائه می‌صدهیم .یکی از نتایج به دست آمده در این پایان‌صنامه امکان مقاوم‌صسازی موجبرهای کوپل شده به عنوان عناصر کوانتومی با استفاده از ایجاد عدم تطابق‌صهای عمدی در آن‌هاست .نتیجه دوم به دست آمده امکان جداسازی حالات کوانتومی نوری بر اساس پایه‌صهای دلخواه با استفاده از موجبرهای کوپل شده است .مطالعه رفتار اثر اشتارک در نقاط کوانتومی با پوشش خارجی ما را به این نتیجه رساند که وجود پوشش خارجی می‌صتواند در بهبود اثر اشتارک نقش عمده‌صای داشته باشد .این امر نیز به نوبه خود تولید فوتون‌صهای مطلوب‌تر را ممکن خواهد ساخت .

In this century the need for high capacity processors and secure communication systems is becoming more and more essential. The technologies currently utilized to provide the processing power are getting close to their theoretical bottlenecks. Systems with higher performance call for new technologies to circumvent these bottlenecks. The Quantum science is providing the researchers with the background and potential to answer these growing needs.Utilization of quantum nature of microscopic particles for different applications is rapidly growing. The quantum properties of the microscopic particles provide the man kind with the opportunity to bypass the classical limits. Among the microscopic particles, photons due to their portability, low decoherence and easy preparation are identified as strong candidates for quantum applications.Quantum information processing and quantum cryptography are the two main fields under development that utilize the quantum nature of microscopic particles to answer these needs. Quantum computing is promising to provide reasonable solutions to problems not possible efficiently on classical computers. Quantum cryptography also provides the opportunity for unconditional security. For these the two fields have attracted a large number of researchers in recent years.In this thesis we will have a brief review of photonic quantum computing and cryptography. Then we will study behavior of nonclassical states of light, especially single photons, in arrays of coupled waveguides as a suitable bed for photonic information processing. Next we will study the requirements imposed by each application on prosperities of the input single photons. Finally we will study properties of GaN Quantum Dots as suitable means to generate single photons and will propose a feasible method to enhance the performance of single quantum dots as single photon emitters.One of the main results of this thesis is the ability to make coupled waveguide systems relatively immune to the system imperfections using a deliberately induced mismatch between waveguides. The second result of this thesis provides the opportunity to separate the quantum states of photons on arbitrary bases. The study of the behavior of stark effect in capped quantum dots also resulted in enhancement of the stark effect. This in turn enhances generation of higher quality single photons.

جوادی، علیسا

رستمی،غلی، استادراهنما

عباسیان،کریم، استادراهنما

یدی پور،رضا، استادمشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی