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Estudo de portas lógicas quânticas de dois qubits definidas em um subespaço livre de decoerência para um sistema de quatro qubits acoplado ao resto do universo por um agente degenerado (2004)

  • Authors:
  • USP affiliated author: MENDONCA, PAULO EDUARDO MARQUES FURTADO DE - IFSC
  • School: IFSC
  • Subject: COMPUTAÇÃO QUÂNTICA
  • Language: Português
  • Abstract: Nesta dissertação estudamos, no âmbito teórico, algumas propostas recentes de processamento de informação quântica passiva, isto é, descartando protocolos de correção de erros. Recorrendo à criação de subespaços livres de decoerência através de um sistema físico de quatro spins 1/2 acoplados ao resto do universo por um agente degenerado, mostramos ser possível construir um conjunto universal de portas lógicas (C-NOT, T e Hadamard) neste mesmo subespaço, alcançando, por conseguinte, a realização de qualquer operação computacional, insensivelmente ao resto do universo. Partimos de um hamiltoniano geral com interações individuais de cada spin com campos externos, além de acoplamentos entre pares de spins. Experimentalmente, hamiltonianos deste tipo são comuns no contexto de junções de Josephson, motivo pelo qual tratamos esta implementação em especial. Introduzindo perturbativamente ao hamiltoniano operadores espúrios ao subespaço livre de decoerência, incluímos sensibilidade do sistema frente ao ambiente, criando a possibilidade da incursão de erros através de mecanismos de dissipação. Tais mecanismos foram investigados em termos da intensidade do parâmetro de acoplamento entre o sistema e o ambiente, revelando uma clara evidência teórica do Efeito Zenão Quântico, através da excelente concordância entre resultados de operações realizadas em subespaços livres de decoerência e operações realizadas em sistemas fortemente acoplados ao resto douniverso. Neste sentido, selecionamos a fidelidade como medida de distância entre um ) estado em evolução a partir de um certo estado inicial do subespaço livre de decoerência (e submetido a dissipação), e um estado em evolução regida pela mesma operação quântica e a partir das mesmas condições iniciais no caso ideal, livre de decoerência. Essa abordagem explícita permitiu-nos obter a razão necessária entre os parâmetros associados a perturbação (que remove o estado do subespaço original) e acoplamento (entendido como a freqüência entre as medidas promovidas pelo resto do universo), para alcançar a eficiência desejada na realização de uma certa porta lógica. Tecnicamente, o trabalho envolveu vários resultados matemáticos novos e operacionalmente úteis, levando a simplificações importantes durante os cálculos envolvidos
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 23.03.2004
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    How to cite
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    • ABNT

      MENDONÇA, Paulo Eduardo Marques Furtado de; NAPOLITANO, Reginaldo Jesus. Estudo de portas lógicas quânticas de dois qubits definidas em um subespaço livre de decoerência para um sistema de quatro qubits acoplado ao resto do universo por um agente degenerado. 2004.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2004. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-12112007-090919/ >.
    • APA

      Mendonça, P. E. M. F. de, & Napolitano, R. J. (2004). Estudo de portas lógicas quânticas de dois qubits definidas em um subespaço livre de decoerência para um sistema de quatro qubits acoplado ao resto do universo por um agente degenerado. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-12112007-090919/
    • NLM

      Mendonça PEMF de, Napolitano RJ. Estudo de portas lógicas quânticas de dois qubits definidas em um subespaço livre de decoerência para um sistema de quatro qubits acoplado ao resto do universo por um agente degenerado [Internet]. 2004 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-12112007-090919/
    • Vancouver

      Mendonça PEMF de, Napolitano RJ. Estudo de portas lógicas quânticas de dois qubits definidas em um subespaço livre de decoerência para um sistema de quatro qubits acoplado ao resto do universo por um agente degenerado [Internet]. 2004 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-12112007-090919/

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