Neste trabalho e apresentado o calculo da capacidade otima dos canais bosonicos sem
ruido, nos quais modelam sistemas fisicos importantes, tais como as fibras opticas e transmissoes
no espaco livre, quando a portadora de informacao e uma onda eletromagnetica.
Para que o trabalho desenvolvido fosse acessivel a alunos de graduacao, foi apresentado
em grandes detalhes os assuntos de Mecânica Quântica, Teoria da Informacao Classica e
Quântica e Optica Quântica. Tambem e apresentado o calculo de tres canais bosonicos
particulares, que sao o canal quântico de estado numero, o de estados coerentes e o de
estados comprimidos.
Neste trabalho e apresentado o calculo da capacidade otima dos canais bosonicos sem
ruido, nos quais modelam sistemas fisicos importantes, tais como as fibras opticas e transmissoes
no espaco livre, quando a portadora de informacao e uma onda eletromagnetica.
Para que o trabalho desenvolvido fosse acessivel a alunos de graduacao, foi apresentado
em grandes detalhes os assuntos de Mecânica Quântica, Teoria da Informacao Classica e
Quântica e Optica Quântica. Tambem e apresentado o calculo de tres canais bosonicos
particulares, que sao o canal quântico de estado numero, o de estados coerentes e o de
estados comprimidos.
Capacidade erro-zero de canais quânticos e estados puros Rex A. C. Medeiros e Francisco M. de AssisResumo-Neste trabalho é mostrado que a capacidade errozero para a transmissão de informação clássica através de canais quânticos é calculada considerando somente estados puros na entrada do canal.Este resultado é usado para calcular a capacidade clássica de erro-zero de alguns canais quânticos.Por fim, são apresentados alguns resultados preliminares no cálculo da capacidade quando o canal quântico é usado n vezes para a transmissão de um único estado quântico de entrada.Palavras-Chave-Canais quânticos, Capacidade erro-zero, Estados puros.
O tema central deste trabalho é a comunicação clássica por canais quânticos. Introduzimos os pré-requisitos mínimos necessários de teoria da informação e teoria quântica para formular e demonstrar o Teorema da Comunicação de Canais e o Teorema de Holevo-Schumacher-Westmoreland que caracterizam, no caso clássico e quântico, respectivamente, a capacidade de um canal. A capacidade de um canal clássico é o máximo das taxas de transmissão para as quais a probabilidade de erro tende assintoticamente à zero dados usos repetidos e independentes do canal. O Teorema da Codificação de Canais fornece uma expressão para a capacidade em termos da informação mútua entre entrada e saída de um único uso do canal. A capacidade clássica de um canal quântico é definida similarmente, e o Teorema de Holevo-Schumacher-Westmoreland descreve-o como um limite envolvendo a dita quantidade de Holevo de produtos tensoriais do canal. Se essa quantidade assintótica se reduz, como no caso clássico, a uma quantidade envolvendo um único uso do canal, permaneceu uma questão em aberto até recentemente, e deu origem à conjectura da aditividade. Apresentamos as diversas maneiras de como informação clássica pode ser transmitida por um canal quântico, cada uma com uma noção adequada de capacidade, e a relação entre elas. Vemos que, apesar de falsa no geral, a conjectura da aditividade é válida se restrita a certas classes de canais quânticos.
Resumo-A capacidade erro-zero de canais quânticos é definida como sendo o supremo das taxas com que informac ¸ão clássica é transmitida sem erro através de um canal quântico ruidoso.Neste trabalho, é feito um estudo da capacidade errozero de uma classe importante de canais: os canais clássicosquânticos.Mais especificamente, é mostrado que o cálculo da capacidade erro-zero de tais canais é um problema puramente clássico, equivalente ao cálculo da capacidade erro-zero de um canal clássico discreto sem memória específico.Palavras-Chave-Capacidade erro-zero, canais quânticos, canais clássicos-quânticos.
O interesse em Computação Quântica e Informação Quântica surge devido ao avanço de técnicas de manipulações em sistemas nanoscópicos[5]. Avanço esse que proporcionou que idéias de manipulação quântica de informação pudessem ser implementadas. A teoria quântica da informação surge da relação de duas das mais importantes invenções científicas do século XX: A teoria Quântica e a teoria da Informação[3, 6, 7]. Segundo o olhar da teoria da informação, a informação é transmitida através de canais quânticos que podem ser definidos como a informação de um ponto x para um ponto y. Uma maneira matemática de se definir canais quânticos é através de operação quântica (Transformação Linear)[1, 4, 8]. Os canais quânticos de maior interesse são aqueles que apresentam ruídos (Canais de Inversão de Bit, de Fase, Polarização, Fuchsianos entre outros), pois para que a transmissão de informação seja possível e eficiente é necessário evitar ou controlar o ruído provocado. Neste trabalho, apresentaremos algumas propriedades de ruídos quânticos (para o caso particular de um q-bit) observando uma representação geométrica cuja idéia é baseada no fato de que uma operação quântica ǫ pode ser representada por [2, 8] [...]
Inicialmente, os conceitos fundamentais e a problemática básica subjacentes ao Controle de Sistemas Quânticos são apresentados, destacando-se, por exemplo, as questões físicas e dinâmicas envolvidas, os principais tipos e metodologias de controle no contexto quântico, bem como aplicações existentes e potenciais de Controle Quântico, muitas das quais situando-se na vanguarda da Ciência e da Tecnologia. Segue-se uma exposição do arcabouço teórico básico e do formalismo padrão da Mecânica Quântica, tendo em vista prover os elementos necessários à compreensão de sistemas quânticos, sua dinâmica e seu controle. O conceito de Controlabilidade é, então, apresentado no contexto de Sistemas Quânticos. Em seqüência, os fundamentos do Controle Quântico Ótimo são desenvolvidos como uma extensão da Teoria Clássica de Controle Ótimo, apresentando-se exemplos de aplicações. Ao problema da transferência de estados quânticos para um estado-alvo em tempo mínimo é devotada especial atenção, dada sua grande relevância em aplicações tecnológicas de ponta, como em Computação Quântica e Processamento de Informação Quântica. A partir de limitações físicas que são inerentes a qualquer sistema quântico, no tocante ao tempo mínimo necessário para que ocorra uma transição de estados, propõem-se Fatores de Mérito para quantificar a eficiência dos controles quânticos ótimos que minimizam o tempo de transferência de estados. Exemplos de aplicação, estudos teóricos e estudos de casos são levados a cabo para a definição dos Fatores de Mérito associados. Este trabalho termina com estudos relativos a uma possível formulação da Teoria de Controle Quântico Ótimo em termos de Integrais de Trajetória para o tratamento de sistemas quânticos contínuos, em especial, o controle espaço-temporal de partículas quânticas. Um possível emprego do Efeito Aharonov-Bohm é também discutido como estratégia de Controle Quântico.
Apresentamos uma tentativa de estender o alcance da teoria clássica na previsão de fenômenos microscópicos. Baseamos nosso enfoque na hipótese de que a mecânica quântica é uma teoria estocástica cujas origens são as flutuações eletromagnéticas de ponto zero. Discutimos uma abordagem nova para a descrição do movimento browniano, clássico e quântico, através de uma equação clássica estocástica do tipo Schröedinger eficiência dessa equação é testada para sistemas lineares em contato com diferentes reservatórios de ruídos. Ambientes diferentes do espaço vazio levam naturalmente a interações do tipo força de Casimir. Para a descrição de rotações intrínsecas introduzimos na teoria clássica a representação espinorial e obtemos uma equação do tipo Pauli-Schrödinger, com flutuação e dissipação, que nos permite gerar distribuições no espaço de fase para partículas com spin arbitrário. Concluímos que a eletrodinâmica estocástica é uma teoria clássica apta a descrever os processos quânticos que se originam das autuações do vácuo.