Fluxo de coerência quântica para um qubit evoluindo sobre a ação de canais quânticos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pozzobom, Mauro Buemo
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9261
Resumo: Quantum Coherence (QC) has a fundamental role in Quantum Mechanics (QM). It has been studied since the emergence of QM. However, this quantum feature is easily destroyed when a physical system interacts with the environment. Also, recently the quantum coherence has been highlighted because of the possibility of using its as a resource in the Quantum Information Science (QIS). In this work we study the QC flow of a qubit (two-level system) interacting with the environment modeled by quantum channels of noise that are very common in QIS. These channels represent some physical systems and are widely used for error correction studies. We calculate the QC by the l1-norm, doing this for the different channels seeking to relate it to the entanglement, which is also another key topic in QM. We note that in the amplitude damping channel the total QC is equal to the sum of the local and non-local parts and that the non-local part is equivalent to entanglement. For the phase damping channel, entanglement does not cover all non-local QC. Here there is a gap between them that may depend on the time and on the initial state. Besides, for the bit, phase, and bit phase flip channels the possibility and the conditions for invariance of QC are considered. Also, we notice that for the depolarizing channel we can use the qubit as a catalyst for the creation of non-local QC and entanglement. We, as well, observed that even initial states incoherent can lead to transient quantum coherence between system and environment. We also showed that the emergence of entanglement does not necessarily imply the destruction of QC. Furthermore, we investigated whether QC is lost or changed into other types of correlations and besides which initial conditions allow making quantum coherence robust to decoherence.
id UFSM_e780bd442a1127484e8294d1ee86ce23
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsm.br:1/9261
network_acronym_str UFSM
network_name_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository_id_str
spelling Fluxo de coerência quântica para um qubit evoluindo sobre a ação de canais quânticosQuantum coherence flow for a qubit evolving under the action of quantum channelsCoerência quânticaEmaranhamentoCanais quânticosSistemas abertosQuantum coherenceEntanglementQuantum channelsOpen systemCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAQuantum Coherence (QC) has a fundamental role in Quantum Mechanics (QM). It has been studied since the emergence of QM. However, this quantum feature is easily destroyed when a physical system interacts with the environment. Also, recently the quantum coherence has been highlighted because of the possibility of using its as a resource in the Quantum Information Science (QIS). In this work we study the QC flow of a qubit (two-level system) interacting with the environment modeled by quantum channels of noise that are very common in QIS. These channels represent some physical systems and are widely used for error correction studies. We calculate the QC by the l1-norm, doing this for the different channels seeking to relate it to the entanglement, which is also another key topic in QM. We note that in the amplitude damping channel the total QC is equal to the sum of the local and non-local parts and that the non-local part is equivalent to entanglement. For the phase damping channel, entanglement does not cover all non-local QC. Here there is a gap between them that may depend on the time and on the initial state. Besides, for the bit, phase, and bit phase flip channels the possibility and the conditions for invariance of QC are considered. Also, we notice that for the depolarizing channel we can use the qubit as a catalyst for the creation of non-local QC and entanglement. We, as well, observed that even initial states incoherent can lead to transient quantum coherence between system and environment. We also showed that the emergence of entanglement does not necessarily imply the destruction of QC. Furthermore, we investigated whether QC is lost or changed into other types of correlations and besides which initial conditions allow making quantum coherence robust to decoherence.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorA Coerência Quântica (CQ) tem aspecto fundamental na Mecânica Quântica (MQ), ela é estudada desde o surgimento da MQ todavia, a CQ é uma característica que é facilmente destruída quando um sistema físico interage com o meio ambiente. Além disso, recentemente a coerência quântica tem tido destaque devido a possibilidade de sua utilização como um recurso na Ciência da Informação Quântica (CIQ). Nesse trabalho estudamos o fluxo de CQ de um qubit (sistema de dois níveis) interagindo com o ambiente modelado por canais quânticos de ruído que são muito comuns em CIQ. Esses canais representam alguns sistemas físicos e são amplamente utilizados para o estudo de correção de erros, por exemplo. Calculamos a CQ baseados na norma-l1 para os diferentes canais buscando relacioná-la com o emaranhamento, que também é outro tópico fundamental em MQ. Notamos que para o canal amplitude damping a CQ total é igual a soma das partes local e não-local e que a parte não-local equivale ao emaranhamento. Para o canal phase damping o emaranhamento não abrange toda a CQ não-local, existindo uma lacuna entre eles que pode depender do tempo e do estado inicial. Além disso, para os canais bit, phase e bit phase flip são consideradas a possibilidade e condições para invariância da CQ. Ainda notamos que para o canal depolarizing podemos usar o qubit como um catalisador para a criação de CQ e de emaranhamento. Observamos ainda que mesmo estados iniciais incoerentes podem levar à criação de coerência quântica transitória entre sistema e ambiente. Vimos também que o surgimento do emaranhamento não implica necessariamente na diminuição da CQ do qubit. Investigamos ainda se a CQ é perdida ou transformada em outros tipos de correlações e também quais condições iniciais possibilitam tornar a coerência quântica mais robusta.Universidade Federal de Santa MariaBRFísicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em FísicaMaziero, Jonashttp://lattes.cnpq.br/1270437648097538Baierle, Rogério Joséhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782775Y3Estrada, Ruben Auccaisehttp://lattes.cnpq.br/0002149327190402Pozzobom, Mauro Buemo2017-05-092017-05-092016-08-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfPOZZOBOM, Mauro Buemo. Quantum coherence flow for a qubit evolving under the action of quantum channels. 2016. 73 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2016.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9261porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2017-07-25T14:52:22Zoai:repositorio.ufsm.br:1/9261Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2017-07-25T14:52:22Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
dc.title.none.fl_str_mv Fluxo de coerência quântica para um qubit evoluindo sobre a ação de canais quânticos
Quantum coherence flow for a qubit evolving under the action of quantum channels
title Fluxo de coerência quântica para um qubit evoluindo sobre a ação de canais quânticos
spellingShingle Fluxo de coerência quântica para um qubit evoluindo sobre a ação de canais quânticos
Pozzobom, Mauro Buemo
Coerência quântica
Emaranhamento
Canais quânticos
Sistemas abertos
Quantum coherence
Entanglement
Quantum channels
Open system
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
title_short Fluxo de coerência quântica para um qubit evoluindo sobre a ação de canais quânticos
title_full Fluxo de coerência quântica para um qubit evoluindo sobre a ação de canais quânticos
title_fullStr Fluxo de coerência quântica para um qubit evoluindo sobre a ação de canais quânticos
title_full_unstemmed Fluxo de coerência quântica para um qubit evoluindo sobre a ação de canais quânticos
title_sort Fluxo de coerência quântica para um qubit evoluindo sobre a ação de canais quânticos
author Pozzobom, Mauro Buemo
author_facet Pozzobom, Mauro Buemo
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Maziero, Jonas
http://lattes.cnpq.br/1270437648097538
Baierle, Rogério José
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782775Y3
Estrada, Ruben Auccaise
http://lattes.cnpq.br/0002149327190402
dc.contributor.author.fl_str_mv Pozzobom, Mauro Buemo
dc.subject.por.fl_str_mv Coerência quântica
Emaranhamento
Canais quânticos
Sistemas abertos
Quantum coherence
Entanglement
Quantum channels
Open system
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
topic Coerência quântica
Emaranhamento
Canais quânticos
Sistemas abertos
Quantum coherence
Entanglement
Quantum channels
Open system
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
description Quantum Coherence (QC) has a fundamental role in Quantum Mechanics (QM). It has been studied since the emergence of QM. However, this quantum feature is easily destroyed when a physical system interacts with the environment. Also, recently the quantum coherence has been highlighted because of the possibility of using its as a resource in the Quantum Information Science (QIS). In this work we study the QC flow of a qubit (two-level system) interacting with the environment modeled by quantum channels of noise that are very common in QIS. These channels represent some physical systems and are widely used for error correction studies. We calculate the QC by the l1-norm, doing this for the different channels seeking to relate it to the entanglement, which is also another key topic in QM. We note that in the amplitude damping channel the total QC is equal to the sum of the local and non-local parts and that the non-local part is equivalent to entanglement. For the phase damping channel, entanglement does not cover all non-local QC. Here there is a gap between them that may depend on the time and on the initial state. Besides, for the bit, phase, and bit phase flip channels the possibility and the conditions for invariance of QC are considered. Also, we notice that for the depolarizing channel we can use the qubit as a catalyst for the creation of non-local QC and entanglement. We, as well, observed that even initial states incoherent can lead to transient quantum coherence between system and environment. We also showed that the emergence of entanglement does not necessarily imply the destruction of QC. Furthermore, we investigated whether QC is lost or changed into other types of correlations and besides which initial conditions allow making quantum coherence robust to decoherence.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-08-23
2017-05-09
2017-05-09
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.uri.fl_str_mv POZZOBOM, Mauro Buemo. Quantum coherence flow for a qubit evolving under the action of quantum channels. 2016. 73 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2016.
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9261
identifier_str_mv POZZOBOM, Mauro Buemo. Quantum coherence flow for a qubit evolving under the action of quantum channels. 2016. 73 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2016.
url http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9261
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
BR
Física
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Física
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
BR
Física
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Física
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Manancial - Repositório Digital da UFSM
instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
instname_str Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron_str UFSM
institution UFSM
reponame_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
collection Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository.name.fl_str_mv Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
repository.mail.fl_str_mv atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com
_version_ 1805922093106200576