Variantes do protocolo de teletransporte e troca de emaranhamento na presença de ruído

Abstract

O protocolo de teletransporte quântico e as operações de troca de emaranhamento podem ser usados para transferir informação e emaranhamento entre dois laboratórios distantes. Nesta tese, estudamos algumas variantes desses protocolos envolvendo estados tripartites e estados de um qutrit. Na primeira parte, estudamos o teletransporte de um estado emaranhado tripartite. Nós sabemos que canais compostos por pares de estados do tipo Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) podem ser usados para teletransportar estados multipartites arbitrários. Uma questão interessante é investigar se os canais EPR também são úteis mesmo quando aparecem imperfeições. Em particular, o teletransporte de um estado Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) exige três estados EPR como o canal e medições completas na base de Bell. Nós mostramos que, usando dois estados GHZ como canal, é possível teletransportar qualquer estado desconhecido de três qubits da forma c₀|000〉+ c₁|111〉. O teletransporte é feito através de medições na base GHZ e, para obter resultados determinísticos, na maioria dos cenários investigados, quatro dos oito elementos da base precisam ser inequivocamente distinguidos. Mais importante ainda, mostramos que, quando erros sistemáticos e ruído são considerados, a fidelidade do protocolo de teletransporte é maior quando um canal GHZ é usado em comparação com o caso onde um canal composto por pares EPR é utilizado. Por outro lado, é possível buscar generalizações para o protocolo de teletransporte quando o estado a ser enviado envolve mais dimensões que duas. Desta forma, na segunda parte desta tese, estudamos o teletransporte de um estado de um qutrit, |𝚿〉 = c₀|0〉+c₁ |1〉+c₂ |2〉 na presença de alguns tipos de erros. Para isso, escrevemos operadores de Kraus e usamos um formalismo semelhante ao usado no teletransporte do estado de um qubit na presença de ruído.