Generation of entanglement and photon correlation via collective dissipation in waveguide QED

Lo studio dell’emissione collettiva di un insieme di atomi accoppiati a un bagno fotonico rappresenta da tempo un problema di interesse fondamentale nell’ambito dell’ottica quantistica, a partire dal lavoro seminale di Dicke. Storicamente, l’attenzione si è concentrata principalmente sulle peculiari proprietà di emissione di questi sistemi, come i fenomeni di sub- e super-radianza. Al contrario, minore interesse è stato rivolto alla generazione di entanglement, nonostante essa rivesta un ruolo cruciale non solo come risorsa quantistica, ma anche dal punto di vista computazionale. Lo studio di tali sistemi infatti può richiedere costi numerici elevati, che possono invece essere ridotti se il grado di entanglement generato risulta contenuto. In questa tesi si affronta tale problematica considerando un sistema di emettitori quantistici accoppiati al campo elettromagnetico confinato in una guida d’onda unidimensionale, un contesto sperimentalmente realizzabile noto come waveguide QED. Sono state analizzate diverse configurazioni iniziali, simulandone l’evoluzione temporale e misurando l’entanglement generato. L’obiettivo è comprendere in quali condizioni esso si manifesta e verificare se i risultati ottenuti siano in accordo con gli studi più recenti presenti in letteratura.