Made available in DSpace on 2014-08-27T14:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-04-24Bitstream added on 2014-08-27T15:57:07Z : No. of bitstreams: 1 000775128.pdf: 1747273 bytes, checksum: 1bd144a3ba15eb0510ec2766e63db19f (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Neste trabalho, apresentamos uma introdução à teoria da informação quântica. Antes de lidarmos com a informação quântica propriamente dita, desenvolvemos alguns assuntos preliminares, a teoria clássica da informação e conceitos relevantes em dinâmica de sistemas quânticos. Depois, de?nimos medidas de correlações quânticas, concorrência e discórdia quântica, e estudamos sua evolução dinâmica quando o acoplamento do sistema com o ambiente é modelado como aleatório. Concluímos que um ambiente aleatório impõe uma perda permanente nas correlações do sistema / In this work, we present an introduction to the quantum information theory. Before dealing with quantum information we develop some necessary tools, the classical information theory and some important concepts in quantum dynamics. We de?ne measures of quantum correlations, concurrence and quantum discord, and study their dynamical evolution when the coupling between the system and environment is considered random. We conclude that a random environment imposes permanent loss of correlations to the system

Orientador: George Emanuel Avraam Matsas / Banca: Luiz Davidovich / Banca: Ruynet Lima de Matos Filho / Banca: Roberto Menezes Serra / Banca: Gustavo Garcia Rigolin / Resumo: Efeitos notáveis são obtidos na transmissão e no processamento de informação quando se utilizam canais quânticos. Exemplos desses efeitos são algoritmos quânticos ultrarrápidos, teletransporte quântico criptografia quântica, codificação superdensa e correção quântica de erros. Embora a teoria da informação quântica comumente lide apenas com sistemas não-relativísticos, um tratamento relativístico é de grande interesse não apenas para a completeza lógica da teoria, como também para o desenvolvimento de novas limitações e efeitos físicos que surgem quando há movimento relativo entre as partes que trocam informação. Além disso, um entendimento mais profundo da extensão relativística da teoria da informação quântica pode ajudar a esclarecer problemas conceituais importantes, como o paradoxo da perda de informação em buracos negros. Do ponto de vista prático, foi proposto, recentemente, um experimento para o qual essa formulação estendida pode ser significativa. Ele consiste na transmissão de fótons emaranhados pelo espaço livre, entre estações terrestres e satélites em órbita, com o bjetivo de testar a mecânica quântica para grandes distâncias e, sobretudo, dar or primeiros passos rumo à implementação de protocolos de informação quântica em escala global. Nesta tese , apresentamos alguns dos resultados seminais da incipiente teoria relativística da informação quântica e acrescentamos duas contribuições originais: estudamos como a relatividade afeta as correlações entre as polarizações de um par de fótons emaranhados, analisando, para isso, as desigualdades de Bell quando um detector move-se em relação ao outro (como será o caso nos experimentos envolvendo satélites em órbita), e analisamos o limite de Holevo para investigar sistemas de comunicação quando há movimento relativo entre o emissor e o receptor de uma mensagem clássica enviada por um canal quântico / Abstract: Remarkable effects are found in information transmission and processing when comunication channels are allowed to be quantum mechanical. Examples of these are fast quantum algorithms, quantum teleportation, quantum cryptography, dense coding, and quantum error correction. Although quantum information theory commonly deals only with nonrelativistic systems, a relativistic treatment is relevant not only to the logical completeness of the theory but also to unveil new physical effects and bounds tha arise in information transfer and processing when there is relative motion between the parts that trade information. Moreover, a better understanding of the relativistic extension of quantum information theory may shed light on several important conceptual issues, for instance, the black hole information paradox. Recently, an experimental set-up in which this formulation may be important was proposed. It consists in using free-space tranmission of entangled photons between ground stations and Earth-orbiting satellites in order to test quantum mechanics for large space distances and, eventually, to implement quantum information protocols in global scales. in this thesis, we present some of the keystones of relativistic quantum information theory and add two original results: we study how special relativity affects the polarization correlations between an entangled pair of photons by examining the Clauser-Horne-Shimony-Holt Bell inequality when the detectors are moving (as it will be the case in experiments with satellites), and we analyse the Holevo bound in order to investigate quantum communication channels when the parts that trade information are in relative motion / Doutor

Orientador: Gastão Inácio Krein / Banca: Diógenes Galetti / Banca: Roberto Menezes Serra / Resumo: Neste trabalho, apresentamos uma introdução à teoria da informação quântica. Antes de lidarmos com a informação quântica propriamente dita, desenvolvemos alguns assuntos preliminares, a teoria clássica da informação e conceitos relevantes em dinâmica de sistemas quânticos. Depois, definimos medidas de correlações quânticas, concorrência e discórdia quântica, e estudamos sua evolução dinâmica quando o acoplamento do sistema com o ambiente é modelado como aleatório. Concluímos que um ambiente aleatório impõe uma perda permanente nas correlações do sistema / Abstract: In this work, we present an introduction to the quantum information theory. Before dealing with quantum information we develop some necessary tools, the classical information theory and some important concepts in quantum dynamics. We define measures of quantum correlations, concurrence and quantum discord, and study their dynamical evolution when the coupling between the system and environment is considered random. We conclude that a random environment imposes permanent loss of correlations to the system / Mestre

Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Banca: Julio Marny / Banca: Rodolfo Alván Casana Sifuentes / Resumo: Estudamos a Eletrodinâamica Quântica Escalar (sQED) via Teoria de Perturbação Causal (TPC). Em nível de árvore calculamos a amplitude de espalhamento fóton-bóson e bóson-bóson, bem como a polarização do vácuo / Abstract: We will study the scalar quantum electrodynamics (sQED) by using Causal Perturbation Theory (TPC). In tree level we calculate the photon-boson and boson-boson scattering amplitude as well as vacuum polarization / Mestre

Neste trabalho estudamos as propriedades de emaranhamento dos estados de dois quasifótons de frequências diferentes, fazendo a aproximação de que o vácuo de quasifótons é igual ao vácuo de fótons, no caso em que não temos campo externo algum e no caso da presença de um campo magnético externo, constante e homogêneo. Estudamos também as propriedades de emaranhamento do próprio vácuo de quasifótons e dos estados de dois quasifótons no caso monocromático, sem campo externo e com o vácuo de quasifótons levado em conta exatamente. / In this work we study the properties of entanglement of the states of two quasi-photons of different frequencies, considering the approximation that the quasi-photon\'s vacuum is equal the photon\'s vacuum, in the case where we have no external field and in the case where we have an external, constant and homogeneous magnetic field. We study also the properties of entanglement of the quasi-photon\'s vacuum and of the states of two quasi-photons in the monochromatic case, without external field and with the quasi-photon\'s vacuum considered exactly.

Apresentamos neste trabalho a primeira verificação experimental de emaranhamento entre os feixes, sinal, complementar e bombeio refletido, produzidos pelo Oscilador Paramétrico Ótico (OPO) acima do limiar. Utilizando o critério de soma de variâncias de van Loock e Furusawa, obtivemos resultados que apontam a existência de emaranhamento tripartite em nosso sistema, evidenciado através da aplicação do critério de Positividade sob Transposição Parcial de Peres-Simon (PPT). A observação desse efeito, previsto em 2006, encontrou dificuldades relacionadas a existência de um ruído clássico espúrio, inserido pelo cristal não-linear. Apresentamos, um modelo teórico para esse ruído que leva em consideração pequenas flutuações na permissividade dielétrica do cristal, associadas às vibrações da rede. Em seguida, mostramos como conseguimos controlar e reduzir o excesso de ruído de modo a obter condições que permitiram à observação do emaranhamento tripartite. / We present in this work the first experimental verification of entanglement between the, signal, idler and reflected pump beams, generated by an Optical Parametric Oscillator (OPO) above the threshold. Using the criterion of sum of variances, proposed by van Loock and Furusawa, we obtained results that indicate the existence of tripartite entanglement in our system. That is confirmed by applying the criterion of positivity under partial transposition by Peres-Simon (PPT). The observation of this effect, predicted in 2006, faced difficulties related to the existence of a spurious classical noise, introduced by the nonlinear crystal. We have also presented a theoretical model for this that takes into account small fluctuations in the dielectric permittivity of the crystal, associated with vibrations of its lattice. We show how to control and reduce the excess noise in order to achieve conditions for the observation of tripartite entanglement.

Orientadores: Fernando Tadeu Caldeira Brandt, Carlos Ourivio Escobar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T15:10:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_MarcoAndreFerreira_M.pdf: 512438 bytes, checksum: 74ea22999bbec1426cac7edcc2530994 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Investigamos algumas propriedades de amplitudes de espalhamento em teorias de "gauge" na aproximação de árvore. Uma breve introdução do caráter clássico da teoria e à descontinuidade de Dam-Veltman são apresentadas. Tratamos especificamente das amplitudes do espalhamento glúon-glúon e gráviton-gráviton e das propriedades de invariância de "gauge". Para a obtenção das regras de Feynman e cálculo das amplitudes foram elaborados algoritmos de computação simbólica / Abstract: We investigate some properties of scattering amplitudes in gauge theories, in tree approximation. A brief introduction about classical aspects and the Dam-Veltman discontinuity are discussed. We treat specifically the gluon-gluon and graviton-graviton scattering amplitudes and its properties of gauge invariance. To obtain the Feynman rules and amplitude calculation, we make some algorithms in computer algebra / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Antonio Vidiella Barranco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:07:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_PauloSilva_M.pdf: 2434588 bytes, checksum: d385f55b65d683a4c9d2644625e43e54 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: No presente trabalho estudamos, como uma extensão de um sistema de poucos níveis, um sistema que consiste de um átomo de três níveis na configuração D interagindo com dois modos do campo de radiação. Supomos que o nível 2 esteja bem fora da ressonância e que será eliminado adiabaticamente, de modo que ele possa agir apenas como um estado virtual nas transições entre os níveis 1 e 3. Este é conhecido como modelo Raman acoplado. Derivamos o Hamiltoniano do sistema Raman acoplado através de uma transformação unitária. Investigamos a influência dos "Stark-shifts" e de um meio tipo Kerr na evolução dos subsistemas por meio da inversão atômica, do parâmetro Q de Mandel e da pureza dos subsistemas. Em particular investigamos a competição entre os efeitos dos "Stark-shifts" e do meio Kerr, buscando sob quais condições o átomo apresentaria evolução periódica, o que implica no desemaranhamento entre os estados atômico e dos campos / Abstract: In the present work we study, as an extension of few-level systems, a system which consists of a three-level atom in the D configuration interacting with two modes of the radiation field. The level 2 is assumed to be far off resonance and will be adiabatically removed so that it participates as a virtual state in the transitions between levels 1 and 3. This is the Raman-coupled model. We derive a Raman coupled Hamiltonian by a unitary transformation. We investigate the in uences of the "Stark-shifts" and the Kerr-like medium in the sub-systems by means of the atomic inversion, Mandel¿s Q parameter and the purity of the sub-systems. We investigate the competition between the effects of the "Stark-shifts" and the Kerr-like medium, looking for the conditions leading to atomic periodic evolution, which is related to the disentanglement between the atom and the fields / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Erasmo Recami / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-03T13:12:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Farias_RuyHanazakidoAmaral_D.pdf: 4128467 bytes, checksum: 5b539941ca592e92b91775dcffa66769 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Um século após a sua descoberta, o elétron continua a ser um estranho dentro do eletromagnetismo clássico. Vários foram os modelos propostos para descrevê-lo. Pode-se dizer que a teoria mais bem sucedida foi formulada por Dirac em 1938, muito embora apresentando problemas tais como as pré-acelerações e soluções auto-acelerantes. Uma alternativa a esta teoria foi proposta na década de 50 pelo físico italiano P. Caldirola, tendo por hipótese básica a existência de um intervalo fundamental de tempo, o crônon. Com base nesta hipótese Caldirola propôs uma descrição baseada em equações a diferenças finitas equivalentes à de Dirac mas livre dos problemas por ela apresentados. A extensão da hipótese do crônon à mecânica quântica não-relativística, resultando em formulações discretizadas da equação de Schrödinger, produziu resultados relevantes como a derivação da massa do múon e do tau à partir da massa do elétron. Neste trabalho, analisamos as equações discretas com base no formalismo de Feynman e estudamos algumas de suas soluções. Partindo dos operadores de evolução associados às equações discretas, estendemos o procedimento à representação de Heisenberg e encontramos uma representação que, como no caso contínuo, é equivalente à de Schrödinger. Fazemos uma análise de compatibilidade entre as várias representações: Schrödinger, Heisenberg e operadores de densidade. São estudados alguns exemplos típicos como, por exemplo, o oscilador harmônico simples. O formalismo de operadores de densidade é utilizado para analisar o problema da medida na mecânica quântica. Finalmente, fazemos uma abordagem da equivalência entre o formalismo discreto e a introdução de operadores não-hermitianos na equação de Schrödinger contínua / Abstract: Discovered nearly a century ago, the electron is still a stranger in the context of classical electromagnetism. Many models have been proposed in order to describe it. In this sense, the most successful theory is the one proposed by Dirac in 1938, notwithstanding some drawbacks such as the existence of pre-accelerating and self-accelerating solutions. An alternative theory was proposed in the fifties by P. Caldirola, based on the hypothesis of the existence of a fundamental interval of time: the chronon. Based on that hypothesis, Caldirola proposed a new framework based on finite difference equations equivalent to Dirac's but without the same inconsistencies. The extension of the chronon to non-relativistic quantum mechanics resulting in finite difference versions of the Schrödinger equation has produced relevant results such as the derivation of the masses of muon and tau starting from the electron mass. In this monograph we analyze the discrete equations in the scope of Feynman path integral formalism and study some of its solutions. We derive the time evolution operators for the discrete theory and use these operators to get the discrete Heisenberg equations. We perform a compatibility analysis of the various pictures: Schrödinger, Heisenberg and density operator. As in the continuous representation, the pictures are found to be equivalent. Some typical examples are studied as, for example, the simple harmonic oscillator. The density operator formalism is applied to the measurement problem of quantum mechanics. Finally, we study the equivalence between the discrete formalism and the introduction of non-hermitian operators in the continuous quantum mechanics / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Banca: Miguel Alberto Manna / Banca: Diógenes Galetti / Resumo: Neste trabalho apresentamos um estudo detalhado da abordagem de Schwinger para a Mecânica Quântica, fazendo sua generalização para sistemas com escalares pertencentes ao conjunto dos quatérnions. Analisamos, em especial, a estrutura da Álgebra de Medida e sua relação com as propriedades físicas observáveis. Estudamos ainda o problema da liberdade de gauge relacionado à quantização do campo eletromagnético livre, e implementamos uma solução alternativa para este problema utilizando o Princípio Variacional de Schwinger, e o campo auxiliar B(x) introduzido por Nakanishi. / Abstract: In this work we have presented a detailed study of the Schwinger s approach to the Quantum Mechanics, making its generalization for systems with scalars which belong to the quaternion set. In particular, we have analysed the structure of the Algebra of Measurement and its relation with the observable physical properties. We have also studied the problem of the gauge freedom related to the quantization of the free electromagnetic eld and implemented an alternative solution to this one employing the Schwinger s Variational Principle and the B- eld introduced by Nakanishi. / Mestre