Entanglement transmission through spin chains

In this thesis we studied the transmission of entangled states in unmodulated spin chains using a slight modification in the XY isotropic model (XX model) that describes a one-dimensional spin-1/2 chain. We have shown that it is possible to transmit bipartite entangled states from a sender to a receiver with high fidelity from one end of the chain to the other. This transmission occurs without the need for external fields or modulation of the coupling constants between the qubits, which simplifies its pratical implementation. We verified, through numerical analysis, that the modification in the one-dimensional model works for any size of the chain. We also verified that the proposed model is robust for small imperfections in the coupling constants, low magnetic field noise and residual interection between spins in the z direction. At last, we analyzed whether the proposed model can also be used as a transmitter of single qubit states and we discussed these results within the context of the quantum information theory.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Nesta Tese estudamos a transmissão de estados emaranhados em cadeias de spins não moduladas. Para isso, propomos uma pequena modificação no modelo isotrópico XY (modelo XX) que descreve uma cadeia de spin-1/2 unidimensional. Mostramos que é possível transmitir estados emaranhados bipartites de um remetente a um receptor com altíssimos índices de fidelidade de uma ponta a outra da cadeia. Essa transmissão ocorre sem a necessidade de campos externos ou modulação das constantes de acoplamento entre os qubits, viabilizando e simplificando sua implementação prática. Constatamos, através de análise numérica, que a modificação no modelo unidimensional funciona para qualquer tamanho de cadeia. Verificamos também que o modelo proposto é robusto a pequenas imperfeições nas constantes de acoplamento, bem como à presença de campos magnéticos externos fracos e a interações residuais entre os spins na direção z. Ao final, analisamos se o modelo proposto também pode ser utilizado como transmissor de estados de um qubit e discutimos esses resultados à luz da teoria de informação e computação quânticas.CNPq: 142197/2014-