Dinâmica de íons presos em armadilhas de Paul: transferência de estados, emaranhamento e discórdia

Resumo

Um dos principais desafios na área de comunicação e computação quântica se encontra na perda de coerência. Isto é devido a extrema instabilidade de sistemas emaranhados colapsarem em para sistemas de estados separáveis numa fração de tempo, muito curta. Tendo isto em conta, um fator que deve ser levado em consideração é a forma de se implementar um estado quântico em geral. Estudaremos nesse projeto sistemas de íons aprisionados dentro de cavidades interagentes através de fibras ópticas ou por ondas evanescente, com hamiltonianos bem definidos e com as dissipações já bem controladas. Nestes sistemas os íons podem ser levados ao estado fundamental ou quase utilizando técnicas de resfriamento por lasers através de manipulação de acoplamentos com um campo de luz. Estes tem mostrado serem bastante propícios e favoráveis como sistemas ópticos e dinâmicos a implementação de computação quântica. Trataremos de estudar conceitos importantes tanto para a área de óptica quântica como na área de informação quântica. Focaremos, durante os primeiros meses, no estudos de funções de quasiprobabilidades e em cálculos computacionais (Mathematica), além de fortalecer os nossos conhecimentos nos conceitos básicos de óptica e informação quântica. A seguir, focaremos os pontos mais relevantes do sistema de íons aprisionados estudando características relevantes de estados emaranhados e o processamento de informação quântica com estes sistemas. Além de estudar o emaranhamento, que é um tipo de correlação (quântica) forte entre sistemas, esperamos poder discutir o conceito de discórdia quântica que corresponde a um tipo de correlação exclusivamente quântica (e.g. o emaranhamento), e que podem ser duradouras o suficiente a ponto de tornar possível um processamento de informação. O projeto visa além da complementação da formação do aluno incentivar sua criatividade e dar maior habilidade em cálculos científicos de nossa área. (AU)