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Previous issue date: 2014-12-12 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this Thesis we study in details one of the most astonishing application of quantum mechanics which totally departs from our common sense: quantum teleportation in continuous variables. We present a review of the postulates of quantum mechanics and quantum optics systems, in particular for Gaussian systems. After this review we apply these postulates in order to present one of the most counter intuitive applications of quantum mechanics, namely, the quantum teleportation protocol. We study in detail this protocol and we propose modifications in its construction aiming at an improvement in its efficiency. These modifications were made in order to take into account the realistic situations encountered in the implementation of the protocol, i.e., the fact that the entanglement, between Alice and Bob, is never perfect and the fact that states teleported by Alice are near the vacuum state. After this analysis we performed an extension of the teleportation protocol by proposing a multi-channel protocol and studied the case of two channels in parallel. Finally, we created the first quantum cryptography protocol that uses the continuous variables teleportation protocol in an active way. We showed that this protocol is robust to the beam splitter attack and that this protocol is the only one working with direct reconciliation and without post-selection over the 50% loss scenario. / Nesta Tese estudamos em detalhes uma das aplicações da mecânica quântica que mais destoa de nosso senso comum: o teletransporte quântico em variáveis Contínuas. Apresentamos uma revisão dos postulados da mecânica quântica e dos sistemas da óptica quântica, em especial sistemas que realizam operações Gaussianas. Após essa revisão aplicamos esses postulados no que resulta na aplicação mais contra intuitiva da mecânica quântica, o teletransporte quântico. Estudamos com detalhes o protocolo de teletransporte e propomos modificações em sua construção visando maximizar a sua eficiência. Estas modificações foram feitas a fim de levar em conta as situações realistas encontradas em sua implementação, qual sejam, o fato de o emaranhamento entre Alice e Bob nunca ser perfeito e o fato de que os estados teletransportados por Alice estarem próximos do estado de vácuo. Após essa análise realizamos uma extensão do protocolo de teletransporte em variáveis contínuas propondo um protocolo de multicanais e estudamos em detalhes o caso de dois canais em paralelo. Por fim, criamos o primeiro protocolo de criptografia quântica que utiliza o teletransporte em variáveis contínuas de forma ativa. Mostramos que esse protocolo é robusto ao ataque de divisor de feixes, sendo o único que funciona com reconciliação direta e sem a necessidade de pós-seleção para perdas superiores a 50%.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4982 |
| Date | 12 December 2014 |
| Creators | Luiz, Fabrício de Souza |
| Contributors | Rigolin, Gustavo Garcia |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Física, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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