Shortcuts to adiabaticity for the transport of matter waves

Abstract

[ANGLES] In this master thesis we investigate the quantum transport of a single neutral atom between double-well and triple-well potentials. In particular, we study and implement the Fast-Forward technique to speed up the quantum dynamics of the Three-Level Atom Optics (TLAO) based transport. We show that the resulting technique is faster and, against certain experimentaimperfections, more robust than the usual TLAO-based transport. Moreover, we address different shortcuts to adiabaticity examples. First, we derive a more general shortcut to adiabaticity for adiabatic translation than the one reported in the literature. Also, we obtain a criterion for the realization of a shortcut to adiabaticity and we show that, under this criterion, it is impossible to derive a realizable shortcut to adiabaticity using the Fast-Forward technique for the TLAO-based transport.

[CASTELLÀ] Esta tesis de maestría se investiga el transporte cuántico de un átomo neutro entre los potenciales de doble-well y triple-well. En particular, estudiamos y aplicamos la técnica de Fast-Forward para acelerar la dinámica cuántica de la Three-Level Atom Optics (TLAO) transporte basado. Se demuestra que la técnica es que resulta más rápido y, en contra de ciertas imperfecciones experimentales, más robusto que el transporte TLAO basado habitual. Por otra parte, abordamos diferentes accesos directos a ejemplos adiabaticity. En primer lugar, derivamos un acceso más general a adiabaticity para su traducción adiabática que la reportada en la literatura. Además, se obtiene un criterio para la realización de un acceso directo a adiabaticity y mostramos que, bajo este criterio, no se puede derivar un acceso directo a adiabaticity realizable mediante la técnica de Fast-Forward para el transporte TLAO basado.

[CATALA] En aquesta tesi de mestratge s'investiga el transport quàntic d'un àtom neutre entre els potencials de doble-well i triple-well. En particular, estudiem i apliquem la tècnica de Fast-Forward per accelerar la dinàmica quàntica de la Three-Level Atom Optics (TLAO) transport basat. Es demostra que la tècnica és que resulta més ràpid i, en contra de certes imperfeccions experimentals, més robust que el transport TLAO basat habitual. D'altra banda, abordem diferents accessos directes a exemples adiabaticity. En primer lloc, derivem un accés més general adiabaticity per a la seva traducció adiabàtica que la considerada en la literatura. A més, s'obté un criteri per a la realització d'un accés directe a adiabaticity i mostrem que, sota aquest criteri, no es pot derivar un accés directe a adiabaticity realitzable mitjançant la tècnica de Fast-Forward per al transport TLAO basat.