El teorema de consistencia de Kolmogorov en la construcción de procesos estocásticos cuánticos

Reina Estupiñán, John Henry

La informacion es un ente fisico. Los sistemas fisicos registran y procesan informacion. El reconocimiento de estos hechos desde el punto de vista de la teoria de la informacion y su relacion directa con aplicaciones a nuevas adolescentes ha sido crucial en el desarrollo reciente de la teoria tanto basica como aplicada, al mismo tiempo que de otras areas la computacion, matematicas e ingenierias, donde el reto de construir dispositivos que permiten el procesamiento de informacion a nivel cuantico es objetivo primordial. En los trabajos de Deutsch (Deutsch, 1985) y Shor (Shor, 1994), la nocion de bit clasico de la teoria de la informacion es conceptualmente extendida a un marco fisico radicalmente diferente con la introduccion del bit cuantico, donde fue demostrado que los efectos de interferencia cuantica de muchas cosas puede permitir una forma nueva y fundamental de computo, donde es posible la ejecucion de tareas computacionales, irresolubles, cuentos, como la factorizacion de numeros primos, muy grandes, o la simulacion exacta de sistemas, multipartitos, cuanticos. Asi, la investigacion en fisica de la informacion y el computo cuantico se ha convertido en un foco de desarrollo basico de la fenomenologia cuantica, analisis y revision del cual se presenta en este trabajo. Empezar con la definicion formal de qubit, registrador cuantico, y de conjunto universal de compuertas logicas empleado en la construccion de un computador cuantico, desde la perspectiva de un modelo de computacion de rojo cuantica. A partir de este momento, se enfatiza en la versatilidad de la representacion de circuito cuantico para intrincar y desintrincar estados cuanticos. De aqui se introduce el teorema de no clonacion y sus aplicaciones a criptografia cuantica. Se describe dos alternativas a la formulacion 'tradicional' o usual de computo cuantico: i) computacion cuantica geometrica, y ii) computacion cuantica unidireccional. Se realiza la caracterizacion, y cuantificacion de intrincamiento cuantico, en particular de sus usos como recurso fisico en protocolos de comunicacion cuentos cuanticos como teleportacion, criptografia, codificacion superdensa, y compresion de datos. Se introduce el concepto de paralelismo cuantico de aleman y se analiza su aplicacion a la capacidad eficiente de tareas algoritmicas irresolubles clasicamente La decoherencia cuantica se presenta como proceso inherente y central en el procesamiento de informacion cuantica. Se plantean mecanismos para corregirla o evitarla, en particular, se analiza en detalle el proceso de correccion de errores cuanticos. Finalmente, se describen algunas de las implementaciones fisicas de computo y comunicacion cuantica, y de la forma como un qubit puede ser poseido fisicamente en una gran variedad de nanosistemas.

José Luis Rolleri

Salmon ha afirmado que su teoría de la explicación causal no es enteramente adecuada para el dominio cuántico debido a ciertas anomalías causales como el dualismo onda/partícula y, especialmente, a las correlaciones estadísticas que surgen de experimentos tipo EPR. En este escrito se analizan las nociones causales de Salmon, en las cuales se basa su teoría probabilista de la explicación, con el fin de delimitar su alcance en ese dominio mostrando que sólo abarca procesos de transición pero no procesos de transmutación. Además, se propone, a muy grandes rasgos, una noción alternativa de causalidad indeterminista que pretende ser adecuada para ciertos procesos cuánticos como procesos estocásticos. Por último se arguye que si bien la explicación de las correlaciones cuánticas es un problema abierto, sería erróneo considerar que una teoría de la explicación causal, como la de Salmon, concebida y elaborada primordialmente para procesos físicos individuales, pueda y deba dar cuenta de tales correlaciones.

Lyn C. Thomas

Masanari Asano, Andrei Yu. Khrennikov, Masanori Ohya +2 more

Felipe Quinteros Moro

La tesis titulada “Tareas Prácticas de Información Cuántica Mediante el Uso de Fotones Correlacionados en Polarización” se centra en la implementación experimental y el análisis teórico de tareas de información cuántica utilizando fotones correlacionados en polarización. El estudio investiga principalmente la estimación de la matriz de proceso de un 4C-FBS (Divisor de Haz de Cuatro Caminos) y la adaptación de los Códigos de Acceso Aleatorio Cuántico (QRAC) a entornos ruidosos. Aspectos clave incluyen: 1. Estimación de la Matriz de Proceso: La tesis explora diferentes bases de medición, como las matrices de Pauli, las matrices de Gell-Mann y las Bases Mutuamente No Sesgadas (MUBs), para estimar la matriz de Choi de los canales cuánticos. El enfoque aprovecha el isomorfismo de Choi-Jamiolkowski para recuperar la matriz de proceso del 4C-FBS. 2. QRAC en Entornos Ruidosos: Se diseñó un montaje experimental que incluye una fuente de fotones entrelazados, un interferómetro sagnac que implementa un canal amplitud damping y filtros estocásticos para mitigar los efectos de este canal en un protocolo de QRAC. Esta investigación contribuye a la comprensión y aplicación práctica del procesamiento de información cuántica, ofreciendo perspectivas que podrían ser útiles para futuros desarrollos en comunicación cuánticas.