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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.76.2013.tde-19092013-105634
Documento
Autor
Nome completo
Isabela Almeida Silva
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2013
Orientador
Banca examinadora
Azevêdo, Eduardo Ribeiro de (Presidente)
Fanchini, Felipe Fernandes
Neves, Jorge Luiz
Título em português
Medida da dinâmica de correlações quânticas em ressonância magnética nuclear
Palavras-chave em português
Discórdia quântica
Informação quântica
Mecanismos de decoerência
Ressonância magnética nuclear
Resumo em português
Nesta dissertação apresentamos um estudo dos mecanismos de decoerência de sistemas quânticos de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e os seus efeitos sobre a evolução temporal das medidas de correlação não-clássica. Para tal, apresentaremos inicialmente uma revisão bibliográfica sobre alguns dos diversos quantificadores de discórdia quântica, tais como discórdia entrópica, geométrica e negatividade do caráter quântico. Para descrever os canais de atenuação de fase e de amplitude generalizada, que descrevem a relaxação de sistemas de RMN, utilizamos o formalismo de operações quânticas, através da descrição dos operadores de Kraus. As implementações experimentais foram realizadas a partir de sistemas de 2 q-bits descritos por sistemas de RMN de 2 spins 1/2 acoplados via acoplamento J e sistemas de spins 3/2 sujeitos ao acoplamento quadrupolar. Experimentalmente, observamos o surgimento do fenômeno de congelamento (freezing) da discórdia quântica para o sistema de 2 spins 1/2 e o fenômeno de duplo sudden-change em um sistema de spin 3/2. Além disso, propuzemos um método de medida direta para os elementos da matriz densidade de um sistema de 2 spins 1/2 acoplados via acoplamento J, que permite obter toda a informação necessária para o cálculo dos quantificadores de discórdia sem que seja preciso reconstruir completamente a matriz densidade, ou seja, sem empregar o dispendioso método de tomografia de estado quântico (TEQ).
Título em inglês
Measurement of quantum correlations dynamics in nuclear magnetic resonance
Palavras-chave em inglês
Decoherence
Nuclear magnetic resonance
Quantum discord
Quantum information
Resumo em inglês
We present a study of the decoherence processes in Nuclear Magnetic Resonance (NMR) quantum systems and their effects on the temporal evolution of non-classical correlations. For that, we review some quantum discord quantifiers, such as entropic and geometric discord as well as negativity of quantumness. To describe the relaxation of NMR systems, we use Kraus operators phase and generalized amplitude damping channels. The experimental demonstrations were achieved in 2 qubits systems implemented by J coupled spins 1/2 as well as spins 3/2 subject to quadrupolar interaction. We demonstrate the freezing phenomenon of quantum discord in a 2 spins 1/2 system, subject to phase and amplitude damping channel, and the phenomenon of double sudden-change in a spin 3/2 system, subject to amplitude damping channel. Furthermore, for spin 1/2 system, we introduce a method to selectively measure density matrix elements, that provide the necessary information to calculate discord quantifiers, without needing the full reconstruction provided by usual quantum state tomography.
 
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Data de Publicação
2013-09-20
 
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