Výuka

Pro studenty bakalářských a magisterských studijních programů nabízím témata závěrečných prací z oblasti kvantové optiky se supravodivými obvody a kvantové optomechaniky. Pokud vás některé z níže uvedených témat zaujme, případně máte nápad pro téma vlastní, neváhejte mě kontaktovat.

Bakalářské práce

Nelineární optika v supravodivých obvodech

Nelineární optické efekty jsou typicky slabé a těžko pozorovatelné. SIlnější nelinearity mohou být dosaženy v supravodivých obvodech na mikrovlnných frekvencích s využitím Josephsonova jevu. Cílem bakalářské práce bude kvantový popis základních typů těchto obvodů a klasifikace a analýza dosažitelných nelineárních jevů.

Frekvenční konverze v optomechanice

Mechanické rezonátory mohou interagovat s elektromagnetickými poli optických i mikrovlnných frekvencí a umožňují tak konverzi klasických i kvantových signálů mezi těmito frekvencemi. Cílem bakalářské práce bude seznámit se se základními technikami konverze mezi optickými a mikrovlnnými frekvencemi, jejich popisem a aplikacemi.

Nelineární interakce v optomechanice levitujících nanočástic

Silných optomechanických interakcí pro levitující nanočástice je možné dosáhnout s využitím koherentního rozptylu fotonů z optické pinzety do optického rezonátoru. Tímto způsobem lze kontrolovat pohyb nanočástice ve všech třech dimenzích, což není ve standardní optomechanice možné. Cílem bakalářské práce bude popis těchto interakcí nad rámec typicky uvažovaných lineárních interakcí zahrnující také interakce nelineární a jejich možné využití pro kontrolu pohybu levitujících nanočástic.

Diplomové práce

Kontrolovatelné interakce mezi mikrovlnnými módy v supravodivých obvodech

Tří- a čtyřvlnné směšování může vést ke kontrolovatelné interakci dvou módů. Obzvlášť v případě supravodivých obvodů se silnými nelinearitami na bázi Josephsonova jevu je takto možné dosáhnout silných interakcí kontrolovaných pomocí externího čerpání. Cílem diplomové práce bude podrobná analýza možných lineárních i nelineárních interakcí mezi mikrovlnnými módy v supravodivých obvodech a jejich aplikací.

Vzdálená příprava stavů supravodivých kvantových bitů s využitím optomechanické transdukce

Mechanické rezonátory mohou interagovat s elektromagnetickými poli optických i mikrovlnných frekvencí a umožňují tak konverzi klasických i kvantových signálů mezi těmito frekvencemi. Optomechanická transdukce tak představuje klíčovou technologii pro tvorbu kvantových sítí na bázi supravodivých obvodů. Cílem diplomové práce bude analýza protokolů pro přípravu stavů kvantových bitů s využitím optomechanické transdukce pro přenos kvantové informace na makroskopickou vzdálenost.

Interakce mezi mechanickými módy levitujících nanočástic

Koherentní rozptyl fotonů z optické pinzety do rezonátoru umožňuje kontrolu pohybu nanočástic ve všech třech dimenzích. Narozdíl od optomechaniky založené na disperzní interakci jej lze navíc využít pro realizaci interakcí mezi mechanickými módy jedné nanočástice. Cílem diplomové práce bude teoretický návrh interakcí mechanických módů levitující nanočástice včetně podrobné analýzy dekoherenčních mechanismů a jejich vlivu na kvalitu výsledné operace.