dc.creator | Pinto, Douglas Franco | |
dc.date.accessioned | 2023-03-06T11:32:23Z | |
dc.date.available | 2023-03-06T11:32:23Z | |
dc.date.issued | 2023-01-30 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/28056 | |
dc.description.abstract | In this work, the asymmetry properties of quantum states associated with the Hamiltonian
generator of the dynamics of the magnetic dipole interaction are investigated and their relationships with the production of entanglement are identified. Are also explored the types
of separable or partially entangled quantum states that can be used as a resource in the
entanglement distribution protocol, where we use IBM quantum processors to test the results with simulations and experiments performed remotely. Furthermore, a state preparation algorithm is presented that allows simulating and performing experiments with general
quantum measurements and quantum instruments, as well as noisy quantum channels. In
the topic about the properties of asymmetry and entanglement production, classes of pure
and mixed quantum states consisting of 2 qubits evolved under magnetic dipole interaction (MDI) are considered.The asymmetry measure used is based on the Wigner-Yanase
skew information between the quantum state and the Hamiltonian of the IDM, whose dependence is provided by the interaction parameters and initial conditions of the system. The
local asymmetry associated with the evolved state is investigated, which is characterized by
its dependence on the interaction parameters, local and temporal parameters, allowing the
establishment of indirect relationships with the entanglement dynamics generated by MDI.
The asymmetry related to the element of the unitary group responsible for the dynamics
of the MDI is also analyzed, being useful to understand the dynamic character regarding
the Wigner-Yanase asymmetry and to establish dynamic links with other properties. On
the other hand, regarding the entanglement distribution protocol, the role of separable and
partially entangled states are explored in the context of the Bell-diagonal class of states,
analyzing the probabilistic entanglement distribution, where it involves selective projective
measures, and the deterministic entanglement distribution, where it involves the action of
non-selective general quantum measurements. Finally, with the proposal of a state preparation algorithm based on the relationship between the action of quantum channels and
isometry, it was possible to carry out simulations and experiments on IBM quantum processors in general quantum measurements, quantum instruments and noisy quantum channels
applied to qudits, allowing, in this way, to handle and develop in a simpler way the applications that until then were complex to simulate. | 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 | Assimetria | por |
dc.subject | Coerência quântica | por |
dc.subject | Dinâmica de emaranhamento | por |
dc.subject | Distribuição de emaranhamento | por |
dc.subject | Medidas quânticas gerais | por |
dc.subject | Instrumentos quânticos | por |
dc.subject | Asymmetry | eng |
dc.subject | Quantum coherence | eng |
dc.subject | Entanglement dynamics | eng |
dc.subject | Entanglement distribution | eng |
dc.subject | General quantum measurements | eng |
dc.subject | Quantum instruments | eng |
dc.title | Emaranhamento, medidas quânticas gerais e instrumentos quânticos | por |
dc.title.alternative | Entanglement, general quantum measurements and quantum instruments | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | Nesse trabalho, investigamos as propriedades de assimetria de estados quânticos associados ao hamiltoniano gerador da dinâmica da interação dipolar magnética e identificadas suas relações com a produção de emaranhamento. Também são explorados os tipos
de estados quânticos separáveis ou parcialmente emaranhados que podem ser utilizados
como recurso no protocolo da distribuição de emaranhamento, utilizando os processadores
quânticos da IBM para testar os resultados com simulações e experimentos realizados remotamente. Ademais, é apresentado um algoritmo de preparação de estados que permite
simular e realizar experimentos com medidas quânticas gerais e instrumentos quânticos,
além de canais quânticos ruidosos. No tópico em que abordamos as propriedades de assimetria e produção de emaranhamento, foram consideradas classes de estados quânticos
puros e mistos constituídos por 2 qubits, evoluídos sob interação dipolar magnética (IDM).
A medida de assimetria utilizada é baseada na informação enviesada de Wigner-Yanase
entre estados quânticos e hamiltoniano da IDM, cuja dependência é fornecida pelos parâmetros de interação e condições iniciais do sistema. É investigada a assimetria local
associada ao estado evoluído, caracterizada por sua dependência com parâmetros de interação, parâmetros locais e temporais, permitindo estabelecer relações indiretas com a
dinâmica de emaranhamento gerado pela IDM. Também é analisada a assimetria relacionada ao elemento do grupo unitário responsável pela dinâmica da IDM, útil para entender
o caráter dinâmico a respeito da assimetria de Wigner-Yanase e estabelecer vínculos dinâmicos com outras propriedades. Por outro lado, a respeito do protocolo de distribuição
de emaranhamento, o papel dos estados separáveis e parcialmente emaranhados são
explorados no contexto da classe de estados Bell-diagonal, analisando a distribuição de
emaranhamento probabilística, que envolve medidas projetivas seletivas e a distribuição
de emaranhamento determinística, que inclui a ação de medidas quânticas gerais não seletivas. Por fim, com a proposta de um algoritmo de preparação de estados baseado na
relação entre a ação de canais quânticos e isometria, foi possível realizar simulações e experimentos de demonstração nos processadores quânticos da IBM em medidas quânticas
gerais, instrumentos quânticos e canais quânticos ruidosos aplicados a qudits, permitindo,
dessa maneira, tratar e desenvolver de modo mais simples as aplicações que até então
eram complexas de simular. | por |
dc.contributor.advisor1 | Maziero, Jonas | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1270437648097538 | por |
dc.contributor.referee1 | Pinto, Diogo de Oliveira Soares | |
dc.contributor.referee2 | Dorneles, Lucio Strazzabosco | |
dc.contributor.referee3 | Lazo, Matheus Jatkoske | |
dc.contributor.referee4 | Araújo, Renné Luiz Câmara Medeiros de | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/9116334321973709 | 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 |