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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Controle, preservação e transferência de emaranhamento quântico em sistemas abertos a altas temperaturas
Title Alternative: Control, preservation and transfer of quantum entanglement in open system at high tempertures
Author: Gonzalez Henao, Julio Cesar, 1987-
Advisor: Roversi, José Antonio, 1947-
Abstract: Resumo: Nesta tese estudamos diferentes condições para desacelerar a perda de emaranhamento em sistemas quânticos nos quais o reservatório térmico se encontra em regime de altas temperatura. Na analise dos efeitos de decoerência consideramos três sistemas independentes: (1) Transferência de emaranhamento em cavidades ópticas com íons aprisionados em seu interior acopladas por fibra óptica (2) Preservação do emaranhamento de dois qubis acoplados a um reservatório térmico não lineares e (3) Controle por amplitude e fase do emaranhamento em osciladores paramétricos quânticos acoplados com um banho térmico comum. Com relação a transferência de estados emaranhados foram consideradas duas cavidades (emissora e receptora) com íons em seu interior onde inicialmente na cavidade emissora o íon está com seus graus de liberdade eletrônicos e vibracionais num estado de Bell. Neste caso estudamos a transferência do emaranhamento deste íon ao íon receptor. Na análise de perdas estudamos dois tipos de dissipação: (1) perdas por emissão espontânea e (2) perdas na armadilha. Para cada um dos tipos de perda levamos em conta diferentes graus de qualidade entre as cavidades onde mostramos que uma maior eficiência da transferência é dada para o sistema onde a cavidade receptora tem um fator de qualidade maior que a cavidade emissora. No caso da preservação analisamos um sistema A de dois qubits, inicialmente num estado de Bell, em contato com um reservatório não linear, que consiste num banho térmico C acoplado com um terceiro qubit B em equilíbrio térmico a t = 0 que faz o papel de ancila entre os qubit A e o banho C. Usando diferentes valores de acoplamento conseguimos mostrar que, para condições onde o acoplamento entre qubit B-banho é maior que o acoplamento entre qubit B-qubits A, a taxa de perda de emaranhamento dos qubits A diminuí com o aumento da temperatura. Por último no processo de controle estudamos dois osciladores paramétricos acoplados, inicialmente em estados separáveis, em contato com um mesmo reservatório térmico. Neste sistema usamos uma frequência paramétrica periódica dependente de uma amplitude e de uma fase. Para valores particulares destes parâmetros onde o sistema clássico equivalente e instável é posívelgerar e controlar emaranhamento até altas tempeturas. Neste trabalho também mostramos que o coeficiente de Floquet, que define as regiões de instabilidades dinâmicas, é uma função bem comportada da taxa média de emaranhamento dos osciladores

Abstract: In this thesis we studied different conditions to decrease the entanglement loss in quantum systems in which the thermal reservoir is in a high temperature regime. In the analysis of decoherence effects, we consider three independent systems:(1) entanglement transfer in optical cavities with trapped ions in the interior coupled by fiber optics; (2) Preservation of the entanglement of two quakes coupled to a nonlinear thermal reservoir and (3) Control by amplitude and entanglement phase in quantum parametric oscillators coupled with a common thermal bath. In relation to the transfer of entangled states, two cavities (emitter and receiver) with ions inside it were considered where initially in the emitting cavity the ion has its electronic and vibrational degrees of freedom in a Bell state. In this case, we studied the transfer of the entanglement of this ion to the receptor ion. In the analysis of losses we studied two types of dissipation: (1) losses by spontaneous emission and (2) losses in the trap. For each of these types of loss we take into account different degrees of quality between the cavities. We show that a higher transfer efficiency is given to the system where the receiving cavity has a higher quality factor than the emitting cavity. In the case of entanglement preservation we analyzed a two-qubit system A, initially in a Bell state, in contact with a non-linear reservoir,consisting of a thermal bath C coupled with a third qubit B,in thermal equilibrium at T = 0 which acts as the quench between qubit A and bath C. Using different coupling values we could show that, for conditions where the coupling between qubit B-bath is greater than the coupling between qubit B-qubits A, the rate of loss of entanglement of qubits A decreased with increasing temperature. Finally in the control process we studied two parametric oscillators coupled, initially in separable states, in contact with a same thermal reservoir. In this system, we use a periodic parametric frequency dependent on an amplitude and a phase. For particular values of these parameters, where the equivalent and classical system is unstable, it is possible to generate and to control the entanglement until high temperature. In this work, we also show that the Floquet coefficient,which defines the regions of dynamic instabilities,is a well-behaved function of the average entanglement rate of the oscillators
Subject: Emaranhamento bipartite
Ótica quântica
Qubits
Osciladores paramétricos óticos
Cavidade ótica
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: GONZALEZ HENAO, Julio Cesar. Controle, preservação e transferência de emaranhamento quântico em sistemas abertos a altas temperaturas. 2018. 1 recurso online (139 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/332650>. Acesso em: 13 jun. 2019.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:IFGW - Tese e Dissertação

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