Estados parcialmente emaranhados em comunicação quântica

Autor: Gomes, Raphael Fortes Infante
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2012
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFSCARUniversidade Federal de São CarlosUFSCAR.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4363.pdf: 3900088 bytes, checksum: fd6c9860d749b37b41d8610825d05459 (MD5) Previous issue date: 2012-03-16
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In this master s thesis we approach the entanglement between quantum states as a resource to be used in the transmission of quantum information, particularly in quantum teleportation. Our focus was directed toward the study of partially entangled quantum states, that is, states in which the entanglement degree is below the maximum value allowed by quantum mechanics, since they are more likely to be found in actual devices than maximally entangled states. We review the properties and concepts that characterize vectors and operators from the viewpoint of linear algebra to formally present the postulates of quantum mechanics. We introduced the notion of qubits and showed how these can be applied to computing tasks via quantum logic gates.We explained in details the main quantum teleportation protocols that originated the methods used in this work, highlighting the advantages and disadvantages of each one. We presented protocols with new arrangements and introduced techniques that have improved some of the known methods, providing for those alternatives relating to construction and architecture in the arrangement of the channels. We proved that the probability associated with a multiple teleportation of a single qubit through channels in series tends to the maximum limit for a special case. We showed that imperfect states can be corrected and that it is possible to transmit a single qubit or a pair of qubits using GHZ states and modification of Bell basis states. We discussed the relationship between the final success probability value and the bases and channels degree of entanglement for each method. We concluded the thesis with a general analysis of all protocols, highlighting the most efficient ones with arguments that include theoretical and practical viewpoints.
Nesta dissertação abordamos o emaranhamento entre estados quânticos como um recurso a ser utilizado na transmissão de informação quântica, em especial no teletransporte quântico. Nosso foco foi direcionado para o estudo de estados quânticos parcialmente emaranhados, isto é, estados nos quais o teor de emaranhamento está aquém do máximo valor permitido pela mecânica quântica, visto que são mais prováveis de serem encontrados em dispositivos reais do que seriam estados maximamente emaranhados. Revisamos as propriedades e conceitos que caracterizam vetores e operadores sob a ótica da álgebra linear para em seguida apresentarmos formalmente os postulados da mecânica quântica. Introduzimos a noção de qubits e mostramos como estes podem ser aplicados em tarefas computacionais através de portas lógicas quânticas. Explicamos com detalhes os principais protocolos de teleporte quântico que originaram os métodos utilizados neste trabalho, destacando as vantagens e desvantagens de cada um. Apresentamos protocolos com arranjos inéditos e introduzimos técnicas que aperfeiçoaram alguns dos métodos de teleporte conhecidos, fornecendo alternativas para estes em relação à construção e arquitetura na disposição dos canais. Provamos que a probabilidade associada ao teleporte múltiplo de um qubit através de canais em série tende ao limite máximo para um caso especial. Mostramos que estados imperfeitos podem ser corrigidos e que é possível transmitir um qubit isolado ou um par de qubits empregando estados GHZ e modificações de estados da base de Bell. Discutimos a relação entre o valor da probabilidade de sucesso final e o grau de emaranhamento das bases e dos canais para cada método. Encerramos a dissertação com uma análise geral sobre todos os protocolos, destacando os mais eficientes com argumentos que englobam pontos de vista tanto teórico como prático.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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