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Título: Contribuições para comunicação e computação quânticas: análise do PMD e PDL em um sistema de DQC, geração de um estado entrelaçado de quatro modos e uma porta CNOT para qubits de estados coerentes
Título em inglês: Contributions for communication and quantum computing: PMD and PDL analysis in a system DQC, generation four-mode entangled state and a probabilistic CNOT gate for coherent-state qubits
Autor(es): Oliveira, Maria do Socorro Ribeiro de
Orientador(es): Silva, João Batista Rosa
Palavras-chave: Teleinformática
Física quântica
Comunicações opticas
Data do documento: 22-Fev-2013
Citação: OLIVEIRA. M. S. R. (2013)
Resumo: Este trabalho apresenta contribuições para a área quântica, no âmbito da comunicação e da computação. Na área de comunicação quântica, foram analisados os impactos dos efeitos do PMD e PDL no desempenho de sistemas de distribuição quântica de chaves baseados no protocolo BB84, sob uma rede óptica a fibra. É demonstrada uma expressão analítica da fidelidade média em função dos parâmetros de PMD e PDL, o qual torna possível a análise do comportamento das taxas de erro de bit e de geração de bit seguro de um sistema de comunicação quântica. No campo da computação quântica, são propostos dois sistemas ópticos baseados em óptica linear para qubits de estados coerentes. O primeiro consiste em um gerador probabilístico de um tipo de estado entrelaçado de quatro modos com uma eficiência máxima de 25%. A partir desse estado foi possível propor um segundo sistema que é capaz de realizar uma porta CNOT probabilisticamente. Ambos os sistemas propostos são de implementação factível com a tecnologia fotônica existente, não utilizam portas de um qubit nem teleportação quântica, que são recursos comumente empregados em processamento quântico da informação para estados coerentes.
Abstract: This work presents contributions to the quantum communication and in computation fields. In the area of quantum communication, we analyzed the impacts of the effects of PMD and PDL on the performance of a quantum key distribution system based on BB84 protocol in a fiber optic network. It was presented an analytical expression for the average fidelity as a function of the PMD and PDL parameters which makes possible to analyze the behavior of bit error and secure bit generation rates for a quantum communication system. In the field of quantum computing, we proposed two optical systems based on linear optics for coherent state qubits. The first system is a probabilistic generator of a four-mode-type entangled state with a maximum efficiency of 25%. From this it state was possible to propose a second system that is able to perform a probabilistically CNOT gate. Both proposed systems may be implemented with existing photonics technology. They do not use single-qubit gate or quantum teleportation that are commonly used in quantum information processing using coherent states.
Descrição: OLIVEIRA. M. S. R. Contribuições para comunicação e computação quânticas: análise do PMD e PDL em um sistema de DQC, geração de um estado entrelaçado de quatro modos e uma porta CNOT para qubits de estados coerentes. 2013. 60 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/10869
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