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http://hdl.handle.net/1843/SMRA-BBQRBU
Tipo: | Dissertação de Mestrado |
Título: | Clonagem quântica de qudits |
Autor(es): | Denise Ferreira Avila |
primer Tutor: | Sebastiao Jose Nascimento de Padua |
primer miembro del tribunal : | Carlos Henrique Monken |
Segundo miembro del tribunal: | Rafael Luiz da Silva Rabelo |
Resumen: | Uma das principais diferenças entre informação clássica e informação quântica é que, classicamente, a informação pode ser replicada. Isto é, po- demos facilmente obter cópias de bits clássicos mas, ao lidar com qubits ou qudits, estamos sujeitos às regras da Mecânica Quântica, que nos diz que estados quânticos arbitrários não podem ser copiados perfeitamente. En- tretanto, podemos obter cópias aproximadas desses estados com a maior Fidelidade possível ou obter cópias perfeitas com a maior probabilidade de sucesso utilizando as chamadas máquinas de clonagem quântica. Essas má- quinas são também ferramentas para estudar uma variedade de tarefas como, por exemplo, análise de segurança de protocolos de distribuição de chaves criptográficas e discriminação de estados quânticos. Um dos objetivos deste trabalho é apresentar uma breve revisão bibliográfica de alguns trabalhos sobre a teoria de clonagem quântica bem como as discussões anteriores ao teorema da não-clonagem, incluindo a proposta de Herbert para comunicação superluminal. O segundo objetivo deste trabalho é analisar uma realização experimental e tem como base a implementação óptica da chamada máquina de clonagem quântica universal ótima para ququarts híbridos codificados em momento angular orbital e polarização, proposta por Nagali et al.{Phys. Rev. Lett. 105, 073602 }. A implementação baseia-se no efeito Hong-Ou-Mandel e nos fótons provenientes da Conversão Paramétrica Descendente. Apresentamos toda a teoria envolvida e obtivemos a curva de fidelidade teórica prevista utilizando o cálculo da propagação do estado quântico através dos elementos ópticos presentes no circuito. Além disso, propusemos uma modificação da implementação para a utilização de qudits codificados em momento trans- versal(qudits de caminho). |
Abstract: | One of the main differences between classical and quantum information is that the former can be replicated. That is, we can easily obtain copies from classical bits but, while dealing with qubits and qudits, we are subject to Quantum Mechanic¿s rules, which determines that arbitrary quantum states cannot be perfectly copied. Still, we can use the so called Quantum Cloning Machines to try and obtain approximate copies with the highest Fidelity or perfect copies with bigger success rates. Those machines are also tools that can be used to study a variety of tasks like, for example, the security analysis of quantum cryptography protocols and quantum state discrimination. One of the aims of this work is to present a brief review of some research about the quantum cloning theory as well as previous discussions on non-cloning theorem, including Herbert¿s proposal for superluminal communication. This work¿s second aim is to analyse an experimental realization and is based on the optical implementation of the so-called optimal universal quan- tum cloning machines for hybrid ququarts encoded in the polarization and orbital angular momentum degrees of freedom of photons, proposed by Na- gali et al.{Phys. Rev. Lett. 105, 073602 }. The implementation is based on the Hong-Ou-Mandel effect and on the photons produced by Parametric Down Conversion. We presented all the concerned theory and obtained the theoretical Fidelity curve predicted by using the quantum state propagation through the optical elements present on the circuit. We also proposed an implementation change for the use of qudits encoded in transversal momen- tum. |
Asunto: | Mecânica quântica Optica quantica Clonagem quântica Informação quântica |
Idioma: | Português |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/SMRA-BBQRBU |
Fecha del documento: | 6-ago-2015 |
Aparece en las colecciones: | Dissertações de Mestrado |
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