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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.76.2018.tde-02102018-093613
Document
Author
Full name
Iara Naomi Nobre Ota
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2018
Supervisor
Committee
Vanzela, Daniel Augusto Turolla (President)
Matsas, George Emanuel Avraam
Saa, Alberto Vazquez
Title in English
Quantum information and relativity: harvesting entanglement in different setups
Keywords in English
Entanglement
Harvesting entanglement
Quantum field theory in curved spacetime
Abstract in English
The aim of this work is present the phenomenon denoted entanglement harvesting. We begin by introducing entanglement historically. Following, we go beyond the one particle theory in flat spacetime and introduce Quantum Field Theory in Curved Spacetime, showing two famous consequences: the Unruh effect and the Hawking radiation. Finally, we analyze entanglement harvesting for two Unruh-deWitt detectors. In the fisrt example, we see that there is a "sudden death" point of entanglement harvesting when the detectors are near the BTZ black hole event horizon, due to redshift effect and Hawking radiation. Then, we compare the phenomenon for different scenarios, and find out that it is sensitive to the structure of spacetime. Finally, we see how detectors' parameters affect it and find out that the smoothness of the switching of the detectors' coupling to the field is extremely relevant. We also see how the parameters can be used to optimize entanglement harvested.
Title in Portuguese
Informação quântica e relatividade: colhendo emaramento em configurações variadas
Keywords in Portuguese
Colheita de emaranhamento
Emaranhamento
Teoria quântica de campos no espaço-tempo curvo
Abstract in Portuguese
O objetivo desse trabalho é apresentar o fenômeno denotado colheita de emaranhamento. Primeiramente fazemos uma introdução histórica de emaranhamento de estados quânticos. Em seguida, introduzimos a Teoria Quântica de Campos no Espaço-tempo Curvo, como um passo além da teoria quântica de uma partícula no espaço-tempo plano, e demonstramos dois resultados famosos da teoria: o efeito Unruh e a radiação Hawking. Por fim, fazemos uma analise do fenômeno de colheita de emaranhamento para dois detectores Unruh-deWitt. Nosso primeiro exemplo mostra que há um ponto de "morte súbita" do fenômeno quando os detectores se aproximam do horizonte de eventos de um buraco negro de BTZ, que é uma consequência do efeito de redshift e da radiação Hawking. Em seguida, comparamos o fenômeno em cenários diferentes, e observamos que a colheita de emaranhamento é sensível à estrutura do espaço-tempo. Por último, analisamos como os parâmetros dos detectores afetam a colheita de emaranhamento, e vemos que a suavidade em que o acoplamento dos detectores com o campo é "ligado" e "desligado" é extremamente relevante. Também analisamos como podemos usar os parâmetros dos detectores para otimizar a quantidade de emaranhamento colhida.
 
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Publishing Date
2018-10-04
 
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