Emaranhamento, não localidade e contextualidade em sistemas quânticos gravitacionalmente correlacionados

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Andriolo, Patrick Dreger
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Contextualidade; Contextuality; Fundamentos de Quântica; Informação Quântica; Não-classicalidade; Não-localidade; Nonclassicality; Nonlocality; Quantum Foundations; Quantum Information
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-13032025-144401/

A Relatividade Geral é a teoria que descreve geometricamente a gravitação como consequência da curvatura exercida por conteúdos de matéria e energia no espaço-tempo. Sua validade experimental é robusta, sendo amparada por testes como a curvatura da luz em torno de objetos massivos, a existência de buracos negros e a propagação de ondas gravitacionais. No entanto, a observação de efeitos que indiquem sua natureza quântica ainda é ausente. Do ponto de vista teórico, sua caracterização é bem conhecida, tratando-se de uma teoria quantizável mas não--renormalizável. Experimentalmente, testes que buscam assinaturas quânticas desse campo são de difícil realização, uma vez que o acoplamento gravitacional é comparativamente muito inferior ao de outras interações. Tradicionalmente, a busca de sinais quânticos do campo gravitacional é realizada em regimes de altas energias, manifestando-se em correções quânticas efetivas pós-Newtonianas. Mais recentemente, essas investigações tem sido estendidas ao outro extremo do espectro, o de baixas energias: previsões teóricas não--relativísticas tem se mostrado igualmente interessantes e com possibilidade de amparo em experimentos de pequena escala (table-top). Uma dessas previsões não-relativísticas é a proposta de Bose et al.-Marletto-Vedral, na qual o testemunho da formação de emaranhamento induzido gravitacionalmente poderia ser uma evidência da natureza quântica desse campo. Este trabalho é dividido em duas partes: na primeira, revisamos emaranhamento, não--localidade e contextualidade, e em seguida explicamos a proposta de BMV, bem como sua formulação como um teorema de impossibilidade. Na segunda parte, onde expomos resultados novos, utilizamos um modelo de partículas harmonicamente aprisionadas para mostrar como efeitos relativísticos em potenciais inversamente proporcionais à distância influenciam a formação de emaranhamento. Por fim, propomos a contextualidade como uma possível assinatura de não--classicalidade do campo gravitacional, por meio de uma comparação entre a robustez de emaranhamento e a robustez de contextualidade entre qubits gravitacionalmente acoplados sujeitos à decoerência.