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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
FÍSICA (33144010001P7)
SIMULAÇÃO DE DINÂMICA DISSIPATIVA E REALISMO QUÂNTICO NO CENÁRIO FOTÔNICO
FABRICIO RIBEIRO LUSTOSA DE SOUSA
TESE
29/11/2024

Desenvolvemos técnicas experimentais e teóricas voltadas à simulação de sistemas quânticos abertos e ao estudo de um modelo operacional recentemente desenvolvido, que permite quanticar realidade de objetos quânticos. Utilizando uma fonte de fótons gêmeos emaranhados, realizamos operações na polarização dos fótons para simular a dinâmica de sistemas quânticos abertos e preparar diferentes tipos de estados. A maioria das técnicas de simulação baseia-se em algoritmos quânticos, que, na prática, demandam congurações complexas, exigindo a incorporação de outros graus de liberdade físicos na montagem experimental. Indo na contra mão, desenvolvemos condições sucientes para simular essas dinâmicas apenas com um grau de liberdade. Simulamos qualquer canal quântico de um único qubit aplicando operações unitárias e projeções na polarização dos fótons. Na segunda parte, investigamos a noção de realismo em situações nas quais a variação do realismo de um observável se relaciona com a quantidade de correlação do sistema. Nesse modelo, a realidade emerge como produto da aquisição de informação do sistema durante o processo de medição. Propomos uma implementação experimental expandida que combina nossa técnica de preparação de estados quânticos com um interferômetro de Sagnac, permitindo simular a ação de um medidor que realiza medições em diferentes níveis de intensidade. Vericamos que, para estados de Werner, a variação de realismo é equivalente à quantidade de discórdia quântica consumida durante a medição. Além disso, ilustramos nossos resultados no contexto de ondas de matéria, representando partículas massivas por funções de onda que se propagam em uma conguração de fenda dupla. Observamos que o mínimo de irrealismo coincide com o número máximo de franjas de interferência, enquanto a previsibilidade é dominante no regime de irrealismo mínimo.

fótons;polarização;simulação de sistemas quânticos;interferômetro de Sagnac;realismo e irrealismo
We develop experimental and theoretical techniques aimed at simulating open quantum systems and studying a recently developed operational model that allows quantifying the reality of quantum objects. Using an entangled twin photon source, we perform photon polarization operations to simulate the dynamics of open quantum systems and prepare various states. Most simulation techniques are based on quantum algorithms, which, in practice, require complex congurations, requiring the incorporation of other physical degrees of freedom in the experimental setup. In contrast to this, we develop sucient conditions to simulate these dynamics with only one degree of freedom. We simulate any quantum channel of a single qubit by applying unitary operations and projections on the photon polarization. In the second part, we investigate the notion of realism in cases where in which the variation of the realism of an observable is related to the amount of correlation of the system. In this model, reality emerges as a product of the acquisition of information from the system during the measurement process. We propose an expanded experimental implementation that combines our quantum state preparation technique with a Sagnac interferometer, allowing us to simulate the action of a meter that performs measurements at dierent intensity levels. We show that, for Werner states, the variance in realism corresponds to the amount of quantum discord consumed during measurement. Furthermore, we illustrate our results in the context of matter waves, representing massive particles by wave functions propagating in a double-slit conguration. We nd that the minimum of irrealism coincides with the maximum number of interference fringes, while predictability dominates in the minimum irrealism regime.
photons;polarization;simulation of quantum systems;Sagnac interferometer;realism, and irrealism
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada
FIS - FABRÍCIO RIBEIRO LUSTOSA DE SOUSA.pdf

Contexto

FÍSICA
INFORMAÇÃO QUÂNTICA
-

Banca Examinadora

BRENO MARQUES GONCALVES TEIXEIRA
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
RENATO MOREIRA ANGELO Participante Externo
FAGNER MURUCI DE PAULA Participante Externo
GABRIEL HORACIO AGUILAR Participante Externo
SEBASTIAO JOSE NASCIMENTO DE PADUA Participante Externo
BRENO MARQUES GONCALVES TEIXEIRA Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 6
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 49

Vínculo

CLT
Empresa Privada
Pesquisa
Sim
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