VI Escola de Física Jayme Tiomno




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Introdução ao Emaranhamento e Tecnologias Quânticas

Ministrante: Hans Marin Florez (DFEP-IFUSP)

Formato: Presencial.

Horário: 10h às 12h.

Dias: 4 a 8 de setembro.

Carga Horária Total: 10 horas.

Descrição: Durante o século XX e começo do século XXI, a mecânica quântica não só foi uma quebra de paradigma nas base da física que pretendia descrever a natureza do mundo microscópico, mas também produziu uma revolução tecnológica. Nesse período, teve avanços tecnológicos gigantescos em todas as áreas da ciência, desde sistemas sub-atômicos e altas energias, passando por sistemas atômicos, moleculares e nanoscópicos, até o desenvolvimento de novos materiais, o que impulsionou o rápido avanço tecnológico da sociedade. Uma das propriedades que chamou atenção ao longo desse século, foi o emaranhamento. Um tipo de correlação entre dois ou mais sistemas em que sabemos toda a informação do sistema total, mas quase nada de cada uma das partes. Esta propriedade esta na base da informação e computação quântica. O objetivo deste curso será o de introduzir ao estudante o conceito de emaranhamento, seu desenvolvimento no seculo XX e como hoje em dia há sistemas que permitem uma segunda revolução quântica. Vamos primeiro analisar em grande escala os avanços da primeira revolução quântica e como surge o conceito de emaranhamento. Faremos uma revisão introdutória dos estados emaranhados, os critérios de emaranhamento e como é possível medir essa propriedade no laboratório. Após isso, vamos apresentar as principais áreas em que será possível ter o que é chamada como segunda revolução quântica.

Pré-requisitos: Física Moderna.

Ementa:

  1. Primeira revolução quântica, Introdução ao emaranhamento. Cem anos da mecânica quântica, principais desenvolvimentos tecnológicos, introdução ao emaranhamento.

  2. Estados quânticos e Desigualdade de Bell. Sistema de dois níveis, Superposição de estados, sistemas bipartites, artigo EPR e desigualdade de Bell.

  3. Emaranhamento bipartite em Variáveis Discretas (DV). Estados Separaveis, definindo o emaranhamento, criterios de emaranhamento, emaranhamento como recurso.

  4. Emaranhamento bipartite em variáveis Continuas (CV). Emaranhamento em variáveis continuas, critério de Duan e PPT, correlações quânticas para sensoriamento quântico.

  5. Segunda revolução quântica. Tecnologias em Comunicação, Cryptografia, Processamento, Simulação e Sensoriamento Quântico.

Bibliografia:

  • Michael A. Nielsen and Isaac L. CHuang, Quantum Computation and Quantum information, John Cambridge University Press, 2000.

  • Vlatko Vedral, Introduction to Quantum Information Science, Oxford University Press, 2007.

  • Samuel L. Braunstein, Arun K. Pati, Quantum Information with Continuous Variables, Springer Netherlands (2003)