AnÃlise de eficiÃncia e escalabilidade do protocolo DLCZ para repetidores quÃnticos

AUTOR(ES)

Milrian da Silva Mendes

DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Neste trabalho, analisamos a distribuiÃÃo do emaranhamento sobre redes quÃnticas usando memÃrias quÃnticas para o armazenamento da informaÃÃo em ensembles atÃmicos, atravÃs de um esquema conhecido como protocolo DLCZ, cujo objetivo à distribuir emaranhamento e efetuar DistribuiÃÃo QuÃntica de Chaves sobre grandes distÃncias, usando uma arquitetura de repetidores quÃnticos. Baseado nesta proposta, analisamos, no regime de variÃveis discretas, a troca de emaranhamento em cascata entre N pares de ensembles. Nossa anÃlise envolve o mapeamento dos estados na base de nÃmero de excitaÃÃo, e uma restriÃÃo ao subespaÃo onde nÃo mais que uma excitaÃÃo à armazenada em cada ensemble. Com base nesta Ãltima restriÃÃo, fizemos anÃlises de tomografia quÃntica dos campos gerados e as utilizamos para inferir teoricamente o impacto de vÃrias imperfeiÃÃes sobre os experimentos. Assim, calculamos a concorrÃncia (medida de emaranhamento) do estado resultante depois de vÃrias trocas de emaranhamento, e analisamos sua degradaÃÃo com o aumento do nÃmero de trocas e com o aumento da probabilidade p de geraÃÃo de uma Ãnica excitaÃÃo nos ensembles atÃmicos. TambÃm calculamos a violaÃÃo da desigualdade de Bell CHSH, para estados de polarizaÃÃo dos campos obtidos a partir de pares de estados atÃmicos delocalizados com a degradaÃÃo do emaranhamento. Obtemos entÃo um valor mÃximo de p para os quais ainda podemos violar tal desigualdade apÃs um certo nÃmero de trocas, indicando os recursos mÃnimos totais necessÃrios para efetuar a distribuiÃÃo quÃntica de chaves no sistema. Finalmente, atravÃs da anÃlise da probabilidade de sucesso na geraÃÃo de tais estados degradados apÃs um certo tempo, estimamos o tempo de memÃria necessÃrio para o protocolo suceder apÃs um certo nÃmero de trocas de emaranhamento e analisamos como este tempo escala com o comprimento do canal de comunicaÃÃo.

ASSUNTO(S)

quantum cryptography dlcz protocol criptografia quÃntica chsh bell inequality desigualdade de bell chsh concurrence protocolo dlcz concorrÃncia entanglement fisica emaranhamento

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