Correlacões quânticas: medidas e simetrias

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza, Simone Ferreira
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4938
Resumo: In this thesis, we explore two sort of quantum correlations: entanglement and quantum discord. We present a geometric method to identify and measure the degree of entanglement based on symmetries of vectors and matrices associated with the two-qubits density operator of quantum states. We introduce a new basis of parameters describing the density operator, and this procedure allows us to establish the Peres-Horodecki separability criterion in terms of squared distances that obey the Minkowski metric, giving a more general interpretation of this criterion as well as building a quantifier of entanglement. In this method, if the squared distance is of the kind timelike, i.e. non-negative, the two-qubit system is separable. Otherwise, if it is spacelike, namely, the squared distance is negative, the two qubits are entangled. Such squared distances are invariant by unitary transformations and can be represented graphically in a hyperbolic parameterized phase space, allowing a suitable graphic representation, i.e., in a phase space where the system trajectories can be drawn. The method is generalized to a larger class of states having at most seven independent parameters, the D-7 manifold class. Using group theory methods we classify these states according to the symmetries of seven generators, where one of them commutes with the others. We illustrate the method and the theory by presenting several two-qubit systems found in the literature. This same notation is used to calculate the quantum discord for states whose 4 × 4 matrices belong to the D-7 manifold class, providing a more explicit condition of minimization of entropy. We calculate the dissipative dynamics of two-qubits quantum discord under local noisy environments. Choosing initial conditions that manifest the so-called sudden death of entanglement, we compare the dynamics of entanglement with that of quantum discord and we show that in cases where the entanglement suddenly disappears, quantum discord vanishes only in the asymptotic limit.
id SCAR_74a12ed1f8c09dc4240896067c673986
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4938
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str 4322
spelling Souza, Simone FerreiraMizrahi, Salomon Sylvainhttp://lattes.cnpq.br/8143137168199991http://lattes.cnpq.br/32127114179631336f1d7954-fe35-42bf-bd16-ddebb37784802016-06-02T20:15:24Z2012-02-162016-06-02T20:15:24Z2011-06-17SOUZA, Simone Ferreira. Correlacões quânticas: medidas e simetrias. 2011. 168 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2011.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4938In this thesis, we explore two sort of quantum correlations: entanglement and quantum discord. We present a geometric method to identify and measure the degree of entanglement based on symmetries of vectors and matrices associated with the two-qubits density operator of quantum states. We introduce a new basis of parameters describing the density operator, and this procedure allows us to establish the Peres-Horodecki separability criterion in terms of squared distances that obey the Minkowski metric, giving a more general interpretation of this criterion as well as building a quantifier of entanglement. In this method, if the squared distance is of the kind timelike, i.e. non-negative, the two-qubit system is separable. Otherwise, if it is spacelike, namely, the squared distance is negative, the two qubits are entangled. Such squared distances are invariant by unitary transformations and can be represented graphically in a hyperbolic parameterized phase space, allowing a suitable graphic representation, i.e., in a phase space where the system trajectories can be drawn. The method is generalized to a larger class of states having at most seven independent parameters, the D-7 manifold class. Using group theory methods we classify these states according to the symmetries of seven generators, where one of them commutes with the others. We illustrate the method and the theory by presenting several two-qubit systems found in the literature. This same notation is used to calculate the quantum discord for states whose 4 × 4 matrices belong to the D-7 manifold class, providing a more explicit condition of minimization of entropy. We calculate the dissipative dynamics of two-qubits quantum discord under local noisy environments. Choosing initial conditions that manifest the so-called sudden death of entanglement, we compare the dynamics of entanglement with that of quantum discord and we show that in cases where the entanglement suddenly disappears, quantum discord vanishes only in the asymptotic limit.Nesta tese exploramos dois tipos de correlações quânticas: o emaranhamento e a discórdia. Apresentamos um método geométrico de caracterização e quantificação do emaranhamento baseado em simetrias de vetores e matrizes associados ao operador densidade dos estados quânticos de dois qubits. Introduzimos uma nova base de parâmetros que descrevem o operador densidade, e este procedimento nos permite estabelecer o critério de separabilidade de Peres-Horodecki em termos de distâncias quadráticas que obedecem a métrica de Minkowski, proporcionando uma interpretação mais geral deste critério bem como a construção de um quantificador de emaranhamento. Neste método, quando as distâncias quadráticas forem não negativas, o sistema é dito separável, por outro lado, quando forem negativas o sistema é dito emaranhado. Tais distâncias quadráticas são invariantes por transformações unitárias e podem ser representadas graficamente em um espaço de fase hiperbólico parametrizado, onde uma análise quantitativa pode ser realizada e até mesmo trajetórias podem ser traçadas. O método é generalizado para uma classe maior de estados com até sete parâmetros independentes, que nomeamos de estados de variedade D-7, através do uso de teoria de grupos, onde classificamos os estados de acordo com as simetrias de seus sete geradores, sendo que um deles comuta com todos os outros. Para ilustrar o método proposto, uma série de exemplos presentes na literatura são estudados. Esta mesma notação é empregada no cálculo da discórdia quântica para estados de variedade D-7, proporcionando uma abordagem mais explícita da condição de minimização da entropia. A dinâmica dissipativa da discórdia para um sistema de dois qubits imersos em reservatórios individuais é calculada e, escolhendo condições iniciais que manifestem o fenômeno de morte súbita do emaranhamento, comparamos as duas dinâmicas (emaranhamento e discórdia) e mostramos que nos casos onde o emaranhamento desaparece subtamente, a discórdia quântica desaparece somente no limite assintótico.Universidade Federal de Sao Carlosapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFUFSCarBRFísica quânticaEmaranhamentoDiscórdia (Física quântica)Geometria de MinkowskiCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICACorrelacões quânticas: medidas e simetriasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis-1-1a9e980ae-e3ab-4a56-a616-6e54f93069a0info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINAL4096.pdfapplication/pdf1596453https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4938/1/4096.pdf49914b2cdea816c0ab5585fb684460e5MD51THUMBNAIL4096.pdf.jpg4096.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5613https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4938/2/4096.pdf.jpgd39b2b1283d4676784efd5853f111aeaMD52ufscar/49382023-09-18 18:31:04.936oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4938Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:04Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Correlacões quânticas: medidas e simetrias
title Correlacões quânticas: medidas e simetrias
spellingShingle Correlacões quânticas: medidas e simetrias
Souza, Simone Ferreira
Física quântica
Emaranhamento
Discórdia (Física quântica)
Geometria de Minkowski
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
title_short Correlacões quânticas: medidas e simetrias
title_full Correlacões quânticas: medidas e simetrias
title_fullStr Correlacões quânticas: medidas e simetrias
title_full_unstemmed Correlacões quânticas: medidas e simetrias
title_sort Correlacões quânticas: medidas e simetrias
author Souza, Simone Ferreira
author_facet Souza, Simone Ferreira
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3212711417963133
dc.contributor.author.fl_str_mv Souza, Simone Ferreira
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Mizrahi, Salomon Sylvain
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8143137168199991
dc.contributor.authorID.fl_str_mv 6f1d7954-fe35-42bf-bd16-ddebb3778480
contributor_str_mv Mizrahi, Salomon Sylvain
dc.subject.por.fl_str_mv Física quântica
Emaranhamento
Discórdia (Física quântica)
Geometria de Minkowski
topic Física quântica
Emaranhamento
Discórdia (Física quântica)
Geometria de Minkowski
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
description In this thesis, we explore two sort of quantum correlations: entanglement and quantum discord. We present a geometric method to identify and measure the degree of entanglement based on symmetries of vectors and matrices associated with the two-qubits density operator of quantum states. We introduce a new basis of parameters describing the density operator, and this procedure allows us to establish the Peres-Horodecki separability criterion in terms of squared distances that obey the Minkowski metric, giving a more general interpretation of this criterion as well as building a quantifier of entanglement. In this method, if the squared distance is of the kind timelike, i.e. non-negative, the two-qubit system is separable. Otherwise, if it is spacelike, namely, the squared distance is negative, the two qubits are entangled. Such squared distances are invariant by unitary transformations and can be represented graphically in a hyperbolic parameterized phase space, allowing a suitable graphic representation, i.e., in a phase space where the system trajectories can be drawn. The method is generalized to a larger class of states having at most seven independent parameters, the D-7 manifold class. Using group theory methods we classify these states according to the symmetries of seven generators, where one of them commutes with the others. We illustrate the method and the theory by presenting several two-qubit systems found in the literature. This same notation is used to calculate the quantum discord for states whose 4 × 4 matrices belong to the D-7 manifold class, providing a more explicit condition of minimization of entropy. We calculate the dissipative dynamics of two-qubits quantum discord under local noisy environments. Choosing initial conditions that manifest the so-called sudden death of entanglement, we compare the dynamics of entanglement with that of quantum discord and we show that in cases where the entanglement suddenly disappears, quantum discord vanishes only in the asymptotic limit.
publishDate 2011
dc.date.issued.fl_str_mv 2011-06-17
dc.date.available.fl_str_mv 2012-02-16
2016-06-02T20:15:24Z
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-06-02T20:15:24Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SOUZA, Simone Ferreira. Correlacões quânticas: medidas e simetrias. 2011. 168 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2011.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4938
identifier_str_mv SOUZA, Simone Ferreira. Correlacões quânticas: medidas e simetrias. 2011. 168 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2011.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4938
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.confidence.fl_str_mv -1
-1
dc.relation.authority.fl_str_mv a9e980ae-e3ab-4a56-a616-6e54f93069a0
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/bitstream/ufscar/4938/1/4096.pdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4938/2/4096.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 49914b2cdea816c0ab5585fb684460e5
d39b2b1283d4676784efd5853f111aea
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1802136280389124096