Explorando o acoplamento ultraforte no modelo de Rabi quântico para a conversão de fótons

Resumo

Nos últimos anos, os regimes de acoplamento ultraforte e extremamente forte entre radiação e matéria deixaram de ser apenas propostas teóricas e tornaram-se uma realidade experimental, sendo alcançados em diferentes plataformas quânticas. Esses regimes têm apresentado novos e surpreendentes fenômenos físicos, alguns com grande potencial de aplicação na ciência da informação quântica. Em particular, quando um sistema entra no regime de acoplamento ultraforte, ocorre uma mudança drástica em seu espectro de emissão. O presente projeto de pesquisa tem como objetivo investigar teoricamente o espectro de emissão do modelo de Rabi quântico no regime de acoplamento ultraforte (e extremamente forte), explorando a potencialidade de empregar esse sistema como um conversor de fótons, uma vez que um cruzamento entre dois níveis (autoestados) excitados do sistema nesse regime permite que um fóton absorvido pelo sistema seja convertido em três, os quais tem em geral frequências distintas e seriam emitidos em cascata. Para analisar o sistema será utilizado o formalismo microscópico de equação mestra e programação em linguagem Python para simulação da dinâmica de sistemas quânticos abertos.