Tese de Doutorado #136: Marcelo Cunha

Emaranhamento: caracterização, manipulação e consequências

Autor: Marcelo de Oliveira Terra Cunha

Banca Avaliadora

Maria Carolina Nemes (orientadora), Física

UFMG

Oscar Nassif de Mesquita, Física

UFMG

Ricardo Schwartz Schor, Física

UFMG

Sebastião José Nascimento de Pádua, Física

UFMG

Juan Pablo Paz, Universidade de Buenos Aires

Argentina

Luiz Davidovich, Instituto de Física

UFRJ

Orientadores

Maria Carolina Nemes

Departamento de Física - UFMG

Resumo do Trabalho

Emaranhamento é caracterizado, dentro das possibilidades atuais, desde estados puros de sistemas bipartites, até estados mistos de sistemas multipartites, incluindo os problemas de determinação de diferentes estruturas de produto tensorial para um dado sistema e do emaranhamento de partículas idênticas. A manipulação do emaranhamento para a discriminação de alternativas, bem como o seu posterior apagamento (o chamado apagamento quântico), é apresentada, com ênfase em um experimento feito pelo grupo de óptica da UFMG e numa discussão sobre o que há de quântico em tal apagamento. Uma rápida introdução aos conceitos de teleportação de estados e de criptografia quântica é oferecida. Sistemas quânticos abertos são postos em perspectiva e, neste contexto, é apresentada a discussão sobre os efeitos do ambiente em um experimento que se propõe a explorar a fronteira clássico-quântica. Tal análise permite propor modificações capazes de melhor explorar tal fronteira. As diferentes escalas de tempo, para dissipação, termalização e decoerência são obtidas para o problema de um oscilador harmônico interagindo com vários outros osciladores, em uma situação que faz a mímica do gato de Schrödinger. Dentro do contexto de proteção da informação quântica, são discutidos subespaços livres de decoerência e sistemas desacoplados. Modelos específicos são estudados e sua implementação experimental discutida. Um experimento realizado para exibir os princípios de subespaços livres de decoerência é também estudado. Nas considerações finais, várias questões levantadas por estes trabalhos são ressaltadas.