Orientador: Prof. Dr. Fernando Luis da Silva Semião / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2017. / Começaremos esta dissertação introduzindo os conceitos básicos para a compreensão sobre informação quântica. Falaremos sobre qubits, operador densidade e sistemas compostos. Em seguida, discutiremos o uso de emaranhamento como recurso para a realização de protocolos quânticos e apresentaremos métodos para quantificá-lo. Como exemplos da utilidade de emaranhamento em tarefas de comunicação quântica, descreveremos os protocolos de teletransporte e de codificação superdensa. Prosseguiremos discutindo como as características de estados emaranhados levam ao fenômeno da não-localidade e como este fenômeno está relacionado com o protocolo de teletransporte. Em seguida, trataremos da quantização de um modo do campo eletromagnético e mostraremos que o hamiltoniano deste campo é formalmente igual ao de um oscilador harmônico de massa unitária. Discutiremos sobre as propriedades de dois tipos de estados relacionados a este modo do campo, os estados de Fock e os estados coerentes, e comentaremos como estes estados podem ser usados qubits. No último capítulo, apresentaremos o protocolo de teletransporte controlado. Como contribuição, iremos propor um modelo onde usamos qubits codificados em estados de Fock e estados coerentes para realização de tal protocolo. Levaremos em consideração perdas que ocorrem quando estes qubits são guiados através de fibras ópticas no modelo proposto. Introduziremos um parâmetro para quantificar a eficiência deste protocolo e iremos analisar como a performance do teletransporte é afetada pelas perdas na fibra para ambos os tipos de codificação. Para finalizar, estudaremos se existe alguma relação entre não-localidade genuinamente tripartida e a eficiência de teletransporte controlado. / This dissertation starts with an introduction on the basic concepts of quantum information. We then present the concepts of qubits, density operators and composite systems. This is followed by a discussion on how entanglement can be used as a resource for tasks in quantum information. Quantification methods for this resource are also presented. As examples of applications involving entanglement on quantum communication tasks, we describe the quantum teleportation and the superdense coding protocols. We finish this chapter with a discussion on how entanglement is related to the nonlocality phenomenon and how this is related to quantum teleportation. In the following chapter, we study the quantization of a single-mode electromagnetic field, and show that the hamiltonian of this field is formally equivalent to a unit-mass harmonic oscillator.We proceed to discuss the properties of two different types of states associated to the this field namely the Fock
and coherent states, and comment on how they can be used to implement photonic qubits. In the last chapter, we present the controlled teleportation protocol. As a contribution, we propose a model where qubits based on either Fock or coherent states are used in that protocol. We take into account losses which occur when these qubits are guided through optical fibers. We introduce a parameter to quantify the efficiency of this protocol and analyze how its performance is affected for both types of encodings. Finally, we study whether or not a correlation between control teleportation efficiency and genuine tripartite nonlocality exists.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:107068 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Medina, Ivan |
| Contributors | Silva, Fernando Luis Semião da, Serra, Roberto Menezes, Munhoz, Pablo Parmezani |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 96 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=107068&midiaext=74832, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=107068&midiaext=74833, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=107068 |
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