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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
FÍSICA (33144010001P7)
Implementação experimental dos operadores de Kraus para simular comunicação quântica relativística
THIAGO DE PONTES BUZELLI
DISSERTAÇÃO
13/02/2023

A informação quântica é um segmento de estudos da física que vem ganhando destaque nos últimos anos devido ao seu potencial de aplicação na computação quântica e o estudo de física fundamental que a área proporciona. Um dos possíveis processos de comunicação quântica consistem na transferência de um estado quântico consiste na transferência de um estado quântico de um lugar para outro, sendo sensível e passível de sofrer degradação or inúmeros mecanismos e fenômenos. Na literatura do tema é comum ver estudos que realizam procedimentos de comunicação em contextos variados mas, pouco se vê disso em um contexto relativístico que, essencialmente, contém estruturas não triviais e complexas com potencial de alterar a dinâmica de comunicação. Nesse sentido, um trabalho dos pesquisadores Ian Barcellos e André Landulfo, se propôs a estudar dois referenciais relativísticos que estabelecem uma comunicação atravé de um campo quântico. Sâo estudados dois casos, um com ambos referenciais inerciais e outro, com um deles referencial e outro sob aceleração uniforme. Nesse segundo, o Efeito Unruh afeta o canal e degrada a capacidade de comunicação. Com base no mapa quântico derivado, por meio de operadores soma ou de Kraus, esse projeto se propõe a apresentar um setup experimental em óptica que implemente transformações sobre a polarização e momento de fótons com o objetivo de simular a dinâmica do sistema. A configuração se baseia numa fonte de fótons gêmeos e instrumentos ópticos comuns, como Beam Splitters e placas de onda. A proposta final aqui derivada demonstra a óptica como uma ferramenta de simulação de sistemas quânticos complexos. Além disso, o grau de ajuste presente nos parâmetros das ferramentas ópticas que compõem o setup, indicam a capacidade de simular sistemas diferentes e estudar diferentes grandezas dos sistemas estudados de maneira isolada.

comunicação quântica relativística;efeito unruh;simulação quântica;óptica quântica;teoria quântica de campos
Quantum information is a segment of study in physics that has been gaining prominence in recent years due to its potential application in quantum computing and the study of fundamental physics that the area provides. One of the possible processes of quantum communication consists of the transfer of a quantum state from one place to another. Generally, this process is sensitive and is constantly subjected to degradation by numerous mechanisms and phenomena. The literature on the subject presents several studies that perform communication procedures in varied contexts, but little is seen of this in a relativistic context that, essentially, contains non-trivial and complex structures with the potential to change the dynamics of communication. In this sense, a work by researchers Ian Barcellos and Andr´e Landulfo proposed to study two relativistic observers that establish communication through a quantum field. Two cases are studied, one with both inertial frames and the other, with one inertial frame and the other under uniform acceleration. This latter has its communication channel affected by the Unruh Effect, which degrades the communication capacity. Based on the derived quantum map, through sum or Kraus operators, this project presents an experimental setup in optics that implements transformations on the polarization and momentum of photons to simulate the dynamics of the system. The setup is based on a twin photon source and usual optical instruments such as Beam Splitters and wave plates. The final proposal derived here demonstrates optics as a simulation tool for complex quantum systems. In addition, the degree of adjustment present in the parameters of the optical tools of the setup suggests the ability to simulate different systems and to study different isolated variables of the system.
relativistic quantum communication;unruh effect;quantum simulation;quantum optics;quantum field theory
1
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada
FIS-2023 - THIAGO DE PONTES BUZELLI.pdf

Contexto

FÍSICA
INFORMAÇÃO QUÂNTICA
-

Banca Examinadora

BRENO MARQUES GONCALVES TEIXEIRA
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
JADER DE SOUZA CABRAL Participante Externo
BRENO MARQUES GONCALVES TEIXEIRA Docente - PERMANENTE
ANDRE GUSTAVO SCAGLIUSI LANDULFO Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 23

Vínculo

CLT
Empresa Privada
Outros
Sim
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