dc.creator | Pozzobom, Mauro Buemo | |
dc.date.accessioned | 2021-07-05T13:05:36Z | |
dc.date.available | 2021-07-05T13:05:36Z | |
dc.date.issued | 2021-02-26 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/21294 | |
dc.description.abstract | Bell-diagonal states are extremely important for understanding the dynamics and applications
of some quantum resources. Quantum properties such as steering, entanglement,
and coherence, among others, can be used as resources in quantum computing.
Because of this, we believe it is necessary to understand the preparation of these states.
We create an adjustable quantum circuit, which we implement on the International
Business Machines (IBM) quantum computer. These computers are an excellent possibility
for carrying out experiments like this. We implement the circuit on three different
quantum chips that are available on the online platform. As an example, we measure
non-locality, steering, entanglement, discord and non-local coherence for Werner states,
which are a special type of the Bell-diagonal. We compare the theoretical results
with the experimental data. We note the harmful effect that noise can have on quantum
circuits, bringing undesirable decoherence effects to the system. We model noise in a
simple way, using two quantum channels, amplitude damping and phase damping. We
investigate the direct relationship between measures of discord and entanglement, as
well as the sudden change of discord. But, even carrying out these tests on several
quantum chips, it was not possible to carry out such verification with great clarity. On
the other hand, the great importance of Bohr’s Complementarity Principle for Quantum
Mechanics is well known. However, the search for quantifiers to measure wave
or particle characteristics, in a quantum system, has always been very intense. Recently,
a formalism was developed based on basic properties of the density matrix
( 0; Tr = 1). We use the IBM quantum computer to check the complementarity relationships
based on these properties. We calculate quantum coherence, predictability
and quantum correlations for a particular class of quantum states of one qubit and also
for random quantum states of one, two and three qubits. We note that for both cases,
the interaction of the system with the environment, and the consequent creation of correlation,
generates a decrease in the sum of quantum coherence and predictability but
which is compensated by the increase in quantum correlations between system and environment. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Estados Bell-diagonal | por |
dc.subject | Estados de Werner | por |
dc.subject | Computador quântico | por |
dc.subject | Recursos quânticos | por |
dc.subject | Relações de complementaridade | por |
dc.subject | Bell-diagonal states | eng |
dc.subject | Werner states | eng |
dc.subject | Quantum computer | eng |
dc.subject | Quantum resources | eng |
dc.subject | Complementarity relations | eng |
dc.title | Estudo experimental de recursos quânticos usando os computadores quânticos da IBM | por |
dc.title.alternative | Experimental study of quantum resources using IBM quantum computers | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | 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. | por |
dc.contributor.advisor1 | Maziero, Jonas | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1270437648097538 | por |
dc.contributor.referee1 | Sarandy, Marcelo Silva | |
dc.contributor.referee2 | Céleri, Lucas Chibebe | |
dc.contributor.referee3 | Calegari, Eleonir João | |
dc.contributor.referee4 | Piquini, Paulo Cesar | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/0907139618368906 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Física | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |