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

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza, Raiane de Carvalho
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/23761
http://dx.doi.org/10.22409/PROFIS.2021.mp.14782542704
Resumo: 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.
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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.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorThe encoding of quantum bits, the qubits, in internal degrees of freedom of light as The encoding of quantum bits, the qubits, in internal degrees of freedom of light as The encoding of quantum bits, the qubits, in internal degrees of freedom of light as polarization, transverse modes and path has received a lot of attention lately. However, the qubit encoding in path degrees of freedom often plays limited role in the circuits. In this work, a linear optical circuit will be presented to encode qubits in different paths. We also present a geometric representation similar to that of polarization, the Poincaré sphere of the path, as well as Bloch’s ball representation for the path qubit. We also present linear optical circuits to build the main quantum logic gate, including those considered universal gates to the path of photon propagation.Through the classical-quantum analogy of the called spin-orbit modes of light, we implement the optical circuits with intense beams and experimentally reproduce the truth table of the proposed gates. With the C-NOT gate for the path and using a polarization with a controlled qubit, we produce states similar to the Bell states our results can provide a new class of non-separable modes of light, which can conthribute to the control and manupulation of the entanglement between photonic degrees of freedom. polarization, transverse modes and path has received a lot of attention lately. However, the qubit encoding in path degrees of freedom often plays limited role in the circuits. In this work, a linear optical circuit will be presented to encode qubits in different paths. We also present a geometric representation similar to that of polarization, the Poincaré sphere of the path, as well as Bloch’s ball representation for the path qubit. We also present linear optical circuits to build the main quantum logic gate, including those considered universal gates to the path of photon propagation.Through the classical-quantum analogy of the called spin-orbit modes of light, we implement the optical circuits with intense beams and experimentally reproduce the truth table of the proposed gates. With the C-NOT gate for the path and using a polarization with a controlled qubit, we produce states similar to the Bell states our results can provide a new class of non-separable modes of light, which can conthribute to the control and manupulation of the entanglement between photonic degrees of freedom. polarization, transverse modes and path has received a lot of attention lately. However, the qubit encoding in path degrees of freedom often plays limited role in the circuits. In this work, a linear optical circuit will be presented to encode qubits in different paths. We also present a geometric representation similar to that of polarization, the Poincaré sphere of the path, as well as Bloch’s ball representation for the path qubit. We also present linear optical circuits to build the main quantum logic gate, including those considered universal gates to the path of photon propagation.Through the classical-quantum analogy of the called spin-orbit modes of light, we implement the optical circuits with intense beams and experimentally reproduce the truth table of the proposed gates. With the C-NOT gate for the path and using a polarization with a controlled qubit, we produce states similar to the Bell states our results can provide a new class of non-separable modes of light, which can conthribute to the control and manupulation of the entanglement between photonic degrees of freedom.82f.Volta RedondaHuguenin, José Augusto OliveiraHuguenin, José Augusto OliveiraSanz de la Torre, LilianaConcha Obando, Paola AndreaTasca, Daniel Schneiderhttp://lattes.cnpq.br/2788671221755298http://lattes.cnpq.br/5806476476274947http://lattes.cnpq.br/5806476476274947http://lattes.cnpq.br/3187273888989883http://lattes.cnpq.br/1987753609175897http://lattes.cnpq.br/3301933677869182Souza, Raiane de Carvalho2021-12-03T16:56:26Z2021-12-03T16:56:26Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSOUZA, Raiane de Carvalho. Portas lógicas quânticas universais para o grau de liberdade de caminho da luz. 2021. 82 f. 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