Estados parcialmente emaranhados em comunicação quântica

Bibliographic Details
Main Author: Gomes, Raphael Fortes Infante
Publication Date: 2012
Format: Master thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UFSCAR
Download full: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/5039
Summary: In this master s thesis we approach the entanglement between quantum states as a resource to be used in the transmission of quantum information, particularly in quantum teleportation. Our focus was directed toward the study of partially entangled quantum states, that is, states in which the entanglement degree is below the maximum value allowed by quantum mechanics, since they are more likely to be found in actual devices than maximally entangled states. We review the properties and concepts that characterize vectors and operators from the viewpoint of linear algebra to formally present the postulates of quantum mechanics. We introduced the notion of qubits and showed how these can be applied to computing tasks via quantum logic gates.We explained in details the main quantum teleportation protocols that originated the methods used in this work, highlighting the advantages and disadvantages of each one. We presented protocols with new arrangements and introduced techniques that have improved some of the known methods, providing for those alternatives relating to construction and architecture in the arrangement of the channels. We proved that the probability associated with a multiple teleportation of a single qubit through channels in series tends to the maximum limit for a special case. We showed that imperfect states can be corrected and that it is possible to transmit a single qubit or a pair of qubits using GHZ states and modification of Bell basis states. We discussed the relationship between the final success probability value and the bases and channels degree of entanglement for each method. We concluded the thesis with a general analysis of all protocols, highlighting the most efficient ones with arguments that include theoretical and practical viewpoints.
id SCAR_3f03786d4e95b6e83f5506fb80583d76
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/5039
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str 4322
spelling Gomes, Raphael Fortes InfanteRigolin, Gustavo Garciahttp://lattes.cnpq.br/5670956791297779http://lattes.cnpq.br/51501605911236906544e0d1-0e24-4062-b78a-0ee28b27a6d32016-06-02T20:16:49Z2012-05-292016-06-02T20:16:49Z2012-03-16GOMES, Raphael Fortes Infante. Estados parcialmente emaranhados em comunicação quântica. 2012. 130 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2012.https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/5039In this master s thesis we approach the entanglement between quantum states as a resource to be used in the transmission of quantum information, particularly in quantum teleportation. Our focus was directed toward the study of partially entangled quantum states, that is, states in which the entanglement degree is below the maximum value allowed by quantum mechanics, since they are more likely to be found in actual devices than maximally entangled states. We review the properties and concepts that characterize vectors and operators from the viewpoint of linear algebra to formally present the postulates of quantum mechanics. We introduced the notion of qubits and showed how these can be applied to computing tasks via quantum logic gates.We explained in details the main quantum teleportation protocols that originated the methods used in this work, highlighting the advantages and disadvantages of each one. We presented protocols with new arrangements and introduced techniques that have improved some of the known methods, providing for those alternatives relating to construction and architecture in the arrangement of the channels. We proved that the probability associated with a multiple teleportation of a single qubit through channels in series tends to the maximum limit for a special case. We showed that imperfect states can be corrected and that it is possible to transmit a single qubit or a pair of qubits using GHZ states and modification of Bell basis states. We discussed the relationship between the final success probability value and the bases and channels degree of entanglement for each method. We concluded the thesis with a general analysis of all protocols, highlighting the most efficient ones with arguments that include theoretical and practical viewpoints.Nesta dissertação abordamos o emaranhamento entre estados quânticos como um recurso a ser utilizado na transmissão de informação quântica, em especial no teletransporte quântico. Nosso foco foi direcionado para o estudo de estados quânticos parcialmente emaranhados, isto é, estados nos quais o teor de emaranhamento está aquém do máximo valor permitido pela mecânica quântica, visto que são mais prováveis de serem encontrados em dispositivos reais do que seriam estados maximamente emaranhados. Revisamos as propriedades e conceitos que caracterizam vetores e operadores sob a ótica da álgebra linear para em seguida apresentarmos formalmente os postulados da mecânica quântica. Introduzimos a noção de qubits e mostramos como estes podem ser aplicados em tarefas computacionais através de portas lógicas quânticas. Explicamos com detalhes os principais protocolos de teleporte quântico que originaram os métodos utilizados neste trabalho, destacando as vantagens e desvantagens de cada um. Apresentamos protocolos com arranjos inéditos e introduzimos técnicas que aperfeiçoaram alguns dos métodos de teleporte conhecidos, fornecendo alternativas para estes em relação à construção e arquitetura na disposição dos canais. Provamos que a probabilidade associada ao teleporte múltiplo de um qubit através de canais em série tende ao limite máximo para um caso especial. Mostramos que estados imperfeitos podem ser corrigidos e que é possível transmitir um qubit isolado ou um par de qubits empregando estados GHZ e modificações de estados da base de Bell. Discutimos a relação entre o valor da probabilidade de sucesso final e o grau de emaranhamento das bases e dos canais para cada método. Encerramos a dissertação com uma análise geral sobre todos os protocolos, destacando os mais eficientes com argumentos que englobam pontos de vista tanto teórico como prático.Financiadora de Estudos e Projetosapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFUFSCarBRFísica quânticaTeletransporte de estados quânticosEmaranhamentoTeoria da informação quânticaQuantum teleportationEntanglementQuantum information theoryCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAEstados parcialmente emaranhados em comunicação quânticainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-1-19b799099-34f6-4b0a-84a4-119f48475312info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINAL4363.pdfapplication/pdf3900088https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/70d9a770-c1c1-4bd7-905b-15fad8b29d3f/downloadfd6c9860d749b37b41d8610825d05459MD51trueAnonymousREADTEXT4363.pdf.txt4363.pdf.txtExtracted texttext/plain0https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/d5af3511-e6d6-4cdb-b935-7718b276ecc4/downloadd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54falseAnonymousREADTHUMBNAIL4363.pdf.jpg4363.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5698https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/ddf63f8c-c011-460f-b31f-a5778d4bf475/downloadf123abfed6ed7035a30edd9140bb46f3MD55falseAnonymousREAD20.500.14289/50392025-02-05 15:12:23.128open.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/5039https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T18:12:23Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Estados parcialmente emaranhados em comunicação quântica
title Estados parcialmente emaranhados em comunicação quântica
spellingShingle Estados parcialmente emaranhados em comunicação quântica
Gomes, Raphael Fortes Infante
Física quântica
Teletransporte de estados quânticos
Emaranhamento
Teoria da informação quântica
Quantum teleportation
Entanglement
Quantum information theory
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
title_short Estados parcialmente emaranhados em comunicação quântica
title_full Estados parcialmente emaranhados em comunicação quântica
title_fullStr Estados parcialmente emaranhados em comunicação quântica
title_full_unstemmed Estados parcialmente emaranhados em comunicação quântica
title_sort Estados parcialmente emaranhados em comunicação quântica
author Gomes, Raphael Fortes Infante
author_facet Gomes, Raphael Fortes Infante
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5150160591123690
dc.contributor.author.fl_str_mv Gomes, Raphael Fortes Infante
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Rigolin, Gustavo Garcia
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5670956791297779
dc.contributor.authorID.fl_str_mv 6544e0d1-0e24-4062-b78a-0ee28b27a6d3
contributor_str_mv Rigolin, Gustavo Garcia
dc.subject.por.fl_str_mv Física quântica
Teletransporte de estados quânticos
Emaranhamento
Teoria da informação quântica
topic Física quântica
Teletransporte de estados quânticos
Emaranhamento
Teoria da informação quântica
Quantum teleportation
Entanglement
Quantum information theory
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
dc.subject.eng.fl_str_mv Quantum teleportation
Entanglement
Quantum information theory
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
description In this master s thesis we approach the entanglement between quantum states as a resource to be used in the transmission of quantum information, particularly in quantum teleportation. Our focus was directed toward the study of partially entangled quantum states, that is, states in which the entanglement degree is below the maximum value allowed by quantum mechanics, since they are more likely to be found in actual devices than maximally entangled states. We review the properties and concepts that characterize vectors and operators from the viewpoint of linear algebra to formally present the postulates of quantum mechanics. We introduced the notion of qubits and showed how these can be applied to computing tasks via quantum logic gates.We explained in details the main quantum teleportation protocols that originated the methods used in this work, highlighting the advantages and disadvantages of each one. We presented protocols with new arrangements and introduced techniques that have improved some of the known methods, providing for those alternatives relating to construction and architecture in the arrangement of the channels. We proved that the probability associated with a multiple teleportation of a single qubit through channels in series tends to the maximum limit for a special case. We showed that imperfect states can be corrected and that it is possible to transmit a single qubit or a pair of qubits using GHZ states and modification of Bell basis states. We discussed the relationship between the final success probability value and the bases and channels degree of entanglement for each method. We concluded the thesis with a general analysis of all protocols, highlighting the most efficient ones with arguments that include theoretical and practical viewpoints.
publishDate 2012
dc.date.available.fl_str_mv 2012-05-29
2016-06-02T20:16:49Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2012-03-16
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-06-02T20:16:49Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv GOMES, Raphael Fortes Infante. Estados parcialmente emaranhados em comunicação quântica. 2012. 130 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2012.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/5039
identifier_str_mv GOMES, Raphael Fortes Infante. Estados parcialmente emaranhados em comunicação quântica. 2012. 130 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2012.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/5039
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.confidence.fl_str_mv -1
-1
dc.relation.authority.fl_str_mv 9b799099-34f6-4b0a-84a4-119f48475312
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Física - PPGF
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/70d9a770-c1c1-4bd7-905b-15fad8b29d3f/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/d5af3511-e6d6-4cdb-b935-7718b276ecc4/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/ddf63f8c-c011-460f-b31f-a5778d4bf475/download
bitstream.checksum.fl_str_mv fd6c9860d749b37b41d8610825d05459
d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
f123abfed6ed7035a30edd9140bb46f3
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv repositorio.sibi@ufscar.br
_version_ 1834468955140390912