Correlações quânticas e o modelo DQC1

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Santos, Márcio Macedo
• Orientador(a): Duzzioni, Eduardo Inácio
• Banca de defesa: Torre, Liliana Sanz de la , Vilas-Bôas, José Maria , Oliveira, Marcos Cesar de , Serra, Roberto Menezes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Física
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Física; Computaçao quântica; Informação quântia; Correlações quânticas; Quantum computing; Quantum Information; Quantum correlations
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18118; https://doi.org/10.14393/ufu.te.2015.101

A computação quântica pode representar um avanço inestimável na solução de alguns problemas para os quais não se conhece solução eficiente ou não há tal solução afinal. Para que essa forma de computação se consolide como uma realidade vários problemas têm sido tratados pela comunidade científica como, por exemplo, a identificação de uma propriedade que seja responsável pela vantagem computacional ou, ainda, o desenvolvimento de novos algoritmos, protocolos e modelos computacionais, além do desenvolvimento técnico para produção de sistemas capazes de realizar tal computação. Considerando este cenário, os estudos apresentados nesta tese têm como temas principais as correlações quânticas — uma propriedade que conjectura-se ser uma fonte de ganho computacional para a computação quântica — e o modelo computacional denominado Deterministic Quantum Computation with One Quantum Bit (DQC1). Estuda-se, através de métodos numéricos, as correlações quânticas geradas entre dois pontos quânticos não interagentes, inseridos em uma nanocavidade óptica, na presença de canais de decoerência e observa-se que estes canais, apesar de reduzirem o potencial de geração de correlações quânticas em uma maneira geral, têm um pequeno papel construtivo. Além disso, a realização experimental de uma testemunha de classicalidade neste sistema é proposta. Avalia-se a presença destas correlações no passo-a-passo do algoritmo de Deutsch-Jozsa pelo modelo DQC1, notando-se que elas podem ser geradas e consumidas neste processo. Apresenta-se uma forma de se realizar computaçao pelo modelo DQC1 em um sistema óptico, onde o estado de um conjunto de qbits é codificado nos graus de liberdade transversais e a polarização é tomada como o qbit controle. Seguindo este esquema são desenvolvidas formas de realizar os algoritmos de Deutsch-Jozsa, de fatoração e de estimação de decaimento da fidelidade média, tendo sido o primeiro efetivamente realizado experimentalmente, assim como o cálculo do traço de uma matriz unitária.