Estudo experimental de recursos quânticos usando os computadores quânticos da IBM
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Data
2021-02-26Primeiro membro da banca
Sarandy, Marcelo Silva
Segundo membro da banca
Céleri, Lucas Chibebe
Terceiro membro da banca
Calegari, Eleonir João
Quarto membro da banca
Piquini, Paulo Cesar
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Estados Bell-diagonais são de extrema importância para a compreensão da dinâmica
e das aplicações de alguns recursos quânticos. Propriedades quânticas como steering,
emaranhamento e coerência, dentre outras, podem ser usadas como recursos
em computação quântica. Devido a isso, julgamos necessário o entendimento sobre
a preparação desses estados. Nós criamos um circuito quântico ajustável, que implementamos
no computador quântico da International Business Machines (IBM). Esses
computadores são uma excelente possibilidade para realizar experimentos como este.
Implementamos o circuito em três diferentes chips quânticos que estão disponíveis na
plataforma on-line. Como exemplo, medimos a não localidade, steering, emaranhamento,
discórdia e coerência não local para estados de Werner, que são um tipo especial
dos estados Bell-diagonal. Comparamos os resultados teóricos com os dados
experimentais. Notamos o efeito prejudicial que o ruído pode provocar nos circuitos
quânticos, trazendo efeitos indesejáveis de decoerência para o sistema. Modelamos
de maneira simples o ruído através de dois canais quânticos, amplitude damping e
phase damping. Tentamos verificar a relação direta entre medidas de discórdia e
emaranhamento, assim como observar experimentalmente a mudança súbita para a
discórdia. Mesmo realizando esses testes em diversos chips quânticos, não foi possível
fazer tal verificação com grande clareza. Por outro lado, é conhecida a grande
importância do Princípio da Complementaridade de Bohr para a Mecânica Quântica.
No entanto, a busca por quantificadores para medir característica de onda ou de partícula,
em um sistema quântico, sempre foi muito grande. Recentemente um formalismo
foi desenvolvido a partir de propriedades básicas da matriz densidade ( 0; Tr = 1).
Utilizamos o computador quântico da IBM para verificar as relações de complementaridade
baseadas nessas propriedades. Calculamos coerência quântica, previsibilidade
e correlações quânticas para uma classe particular de estados quânticos de um q-bit
e também para estados quânticos aleatórios de um, dois e três q-bits. Notamos que,
para ambos os casos, a interação do sistema com ambiente, e a consequente criação
de correlação, gera diminuição na soma da coerência quântica e previsibilidade, mas
que é compensada pelo aumento das correlações quânticas entre sistema e ambiente.
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