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Café com Física

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04/10/2011
14:00 hrs
Auditório Sergio Mascaranhas

Luiz Davidovich
Instituto de Física - UFRJ

Emaranhamento e descoerência: De Einstein e Schrödinger à Informação Quântica e à Metrologia Quântica

O fenômeno do emaranhamento desempenha um papel central na mecânica quântica. As sutilezas desse fenômeno foram apontadas claramente em um artigo publicado em 1935 por Einstein, Podolski e Rosen, e em artigos de Schrödinger em 1935 e 1936. Sabemos hoje que o emaranhamento é um recurso poderoso para comunicação quântica e desempenha um papel importante na computação quântica. Não obstante, a dinâmica de sistemas emaranhados sob o efeito inevitável do ambiente não é ainda bem entendida, apesar da importância fundamental dessa questão para analisar o limite quântico-clássico e de sua relevância prática para a realização de computadores quânticos.

Nessa palestra, após uma introdução que resumirá aplicações recentes do emaranhamento, mostraremos que a dinâmica do emaranhamento pode ser muito diferente da dinâmica local de cada constituinte do estado. Mesmo quando o decaimento de cada componente, devido a interações individuais com reservatórios independentes, é assintótico no tempo, o emaranhamento de um estado de várias partículas pode terminar em um tempo finito, ou seja, antes das partículas decaírem, o que tem sido objeto de trabalhos experimentais [1] e teóricos [2]. A fragilidade do emaranhamento pode afetar algumas de suas aplicações mais importantes, como a metrologia quântica, cujos conceitos básicos serão introduzidos nesta palestra. Em particular, discutiremos um trabalho recente que generaliza a teoria da metrologia quântica para sistemas em contato com reservatórios [3,4]

[1] M. P. Almeida, F. de Melo, M. Hor-Meyll, A. Salles, S. P. Walborn, P. H. Souto Ribeiro, and L. Davidovich, Environment-Induced Sudden Death of Entanglement, Science, vol. 316,  579 (2007).

[2] L. Aolita, R. Chaves, D. Cavalcanti, A. Acin, and L. Davidovich, Scaling Laws for the Decay of Multiqubit Entanglement, Phys. Rev. Lett., vol. 100, 080501 (2008).

[3] B.M. Escher, R.L. de Matos Filho, L. Davidovich, General framework for estimating the ultimate precision limit in noisy quantum-enhanced metrologyfor Nat. Phys. 7, 406 (2011).
[4] B.M. Escher, R.L. de Matos Filho, L. Davidovich, Quantum metrology for noisy systems, Braz. J. Phys., publicado online em 10 de Setembro de 2011, DOI 10.1007/s13538-011-0037-y
                       
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