Portas lógicas quânticas universais para o grau de liberdade de caminho da luz

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Souza, Raiane de Carvalho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Volta Redonda
• Palavras-chave em Português: Qbits Fotônicos; Graus de Liberdade da Luz; Propagação no caminho; Óptica Linear; Portas Quânticas Universais; Qbits fotônicos; Graus de liberdade da luz; Portas quânticas universais; Produção intelectual; Photonic Qubits; Degrees of Freedom of Light; Propagation path; Linear Optics; Universal Quantum Gates
• Link de acesso: https://app.uff.br/riuff/handle/1/23761; http://dx.doi.org/10.22409/PROFIS.2021.mp.14782542704

A codificação de bits quânticos, os qbits, em graus de liberdade internos da luz como a polarização, os modos transversos e o caminho de propagação tem recebido muita atenção ultimamente. No entanto, o qbit codificado no grau de liberdade de caminho frequentemente desempenha um papel limitado nos circuitos ópticos. Neste trabalho, será apresentado um circuito óptico linear para codificar qbits no grau de liberdade de caminhos em diferentes bases. Também, apresentamos uma representação geométrica similar a da polarização, a esfera de Poincaré do caminho, bem como a representação de esfera de Bloch para o qbit de caminho. Apresentamos também, circuitos ópticos lineares para construir as principais portas lógicas quânticas, inclusive aquelas consideradas portas universais, para o qbit de caminho de propagação do fóton. Através da analogia clássico-quântica dos chamados modos spin-órbita da luz, implementamos os circuitos ópticos com feixes intensos e reproduzimos experimentalmente a tabela verdade das portas propostas. Com a porta C-NOT para o caminho e usando a polarização como qbit de controle, produzimos estados análogos aos estados de Bell, de forma que nossos resultados podem fornecer uma nova classe de modos não separáveis da luz, o que pode contribuir para o controle e manipulação do emaranhamento entre graus de liberdade fotônicos.