Engenharia de hamiltonianos e aplicações em teoria da informação quântica

Financiadora de Estudos e ProjetosNesta dissertação abordamos o tema da engenharia de Hamiltonianos e sua utilização para a implementação de portas lógicas quânticas. Especificamente, tratamos três sistemas distintos: no primeiro, consideramos um íon armadilhado numa cavidade, com seus níveis eletrônicos sujeitos a um processo de amplificação linear; nos segundo, retomando o sistema de um íon armadilhado numa cavidade, consideramos que a interação da matéria com os campos de radiação e vibração dão-se de forma dispersiva. O primeiro sistema foi utilizado para a engenharia de interações entre os campos de radiação e vibração. Aplicações dos Hamiltonianos efetivos construídos são apresentadas. Através do segundo sistema mostramos como construir portas de fase e CNOT, pelas quais utililizamos os estados vibracionais para o controle dos estados eletrônicos e vice-versa. Através da duplicação desse sistema, mostramos como teletransportar o estado vibracional de um íon para outro armadilhados em cavidades distintas. Notamos que o nosso protocolo de teletransporte prescinde da necessidade de mapear o estado vibracional a ser teletransportado para o modo da cavidade, diminuindo o número de passos necessários para a efetivação do processo. No terceiro sistema mostramos como implementar portas de fase e CNOT que se utilizam dos estados eletrônicos (vibracionais) de um dos íons para o controle dos estados vibracionais (eletrônicos) do outro. Por fim, mostramos como preparar os estados da base de Bell para os graus de liberdade vibracionais de ambos os íons