Teletransporte quântico de estados térmicos

Abstract

A idéia de teletransporte quântico motivou grande número de trabalhos nas últimas décadas. Desde a proposta original, foram sugeridos muitos outros protocolos de teletransporte, em paralelo com importantes realizações experimentais. Nessa direção, estuda-se neste trabalho o teletransporte quântico via dinâmica de campos térmicos. Dos pontos de vista teórico e experimental, ruído e efeitos de temperatura são importantes questões a serem levadas em consideração, em informação quântica, comunicação quântica e computação quântica. Uma vez que o teletransporte quântico representa um papel significativo nesses domínios e é um importante fenômeno por si mesmo, são relevantes os conhecimentos de como teletransportar estados quânticos na presença de um banho térmico ou de um ruído ou mesmo como esses efeitos interferem no processo de teletransporte. Neste trabalho, é investigado o teletransporte quântico à temperatura finita via dinâmica de campos térmicos. São construídos explicitamente os estados térmicos no teletransporte e os correspondentes operadores densidade a eles associados. São analisados três casos: o teletransporte de estados térmicos, o teletransporte de um estado à temperatura zero com um canal quântico à temperatura finita e um estado térmico teletransportado com o uso de um canal quântico a zero temperatura. Em todos os casos, a fidelidade do processo ´e calculada. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Quantum teleportation has motivated a great deal of work over the last decade. Since the original propose many other theoretical teleportation protocols have appeared, in parallel with some important experimental achievements. From both experimental and theoretical points of view, on the other hand, noise and temperature effects are also important issues to be taken into account in quantum information, quantum communication and quantum computation. Once teleportation plays a significant role in these areas and is important for itself, knowledge of how to teleport a quantum state in the presence of a heat bath or a noise and how these effects interfere in the process of teleportation are relevant questions. Along this direction, here is investigated the quantum teleportation at finite temperature via thermofield dynamics approach. Thermal states and the corresponding density operators associated to them are constructed explicitly in the teleportation. Three cases are analyzed in this work: quantum teleportation of thermal states, quantum teleportation of a state at zero temperature with a quantum channel at finite temperature, and the quantum teleportation with a thermal state to be teleported with a quantum channel at zero temperature. In all cases, fidelities are calculated.