Computação Quântica e Teoria Quântica de Correção de Erros.

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bibo.pageEnd200
dc.contributor.advisor1Sotkov, Galen Mihaylov
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-7276-016X
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6372536076880230
dc.contributor.authorScursulim, José Victor Soares
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-9964-5973
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0358054067584137
dc.contributor.referee1Brozeguini, Jardel da Costa
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-1157-5278
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6906807344681806
dc.contributor.referee2Roditi, Itzhak
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-2363-5626
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5770042763694895
dc.contributor.referee3Alfonso, Jorge Luis Gonzalez
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-5841-8731
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/9030024304752445
dc.date.accessioned2024-05-30T00:50:33Z
dc.date.available2024-05-30T00:50:33Z
dc.date.issued2021-11-22
dc.description.abstractThe quantum computing must be the initial mark of the second technological revolution caused by the deepening knowledge of the humankind about the peculiar features of the quantum mechanics. If we want to unlock all the potential of this new technology, a development of a fault-tolerant quantum computing will be needed. In order to reach this stage, it is necessary an implementation of quantum error correcting codes that guarantee an exponential suppression of the errors at each step of the execution of an algorithm. Besides that, we need to learn how to isolate our qubits aiming a suppression of the decoherence effects. Quantum mechanics imposes various constraints to the process of construction of the error correction codes, one of them is the impossibility of using copies as redundancy mechanism, once no-cloning theorem does not allow the creation of an universal copy machine of quantum states. Another issue to be noted within this context, is that the measurement process causes a collapse in the quantum state, thus leading to a corruption of the information encoded in the state. Fortunately, there are some ways to bypass the problems pointed out through the entanglement and the stabilizer formalism, the first one allows us to recover the redundancy through the delocalization of the information in the Hilbert spaces of the parts that share quantum correlations, while the second one provides a process of gathering information about the errors that can occur in the quantum state without measuring it. The surface codes are one of the quantum codes that use the features highlighted to correct the errors, this type of code is one of the main candidates to be experimentally implemented on a large scale and it presents promising results in the preliminary studies.
dc.description.resumoA computação quântica deve ser o marco inicial da segunda revolução tecnológica causada pelo aprofundamento do conhecimento da humanidade acerca das propriedades peculiares da mecânica quântica. Para que possamos desfrutar de todo o potencial que esta nova tecnologia promete nos proporcionar, é preciso desenvolver um modelo de computação quântica tolerante a erros. Para isso, devemos ter códigos quânticos de correção de erros implementados que garantam uma supressão exponencial dos erros em cada etapa do processo de execução de um algoritmo. Além disso, precisamos aprender como isolar melhor os qubits para que estes não sofram com os efeitos da descoerência. A mecânica quântica nos impõe sérias restrições para a construção de códigos de correção de erros, uma delas é a impossibilidade de usar cópias como redundância, uma vez que o teorema da não clonagem nos impede de criar uma copiadora universal de estados quânticos. Outro problema é que o processo de medida causa um colapso no estado quântico, o que leva a uma corrupção da informação codificada no estado. Felizmente, encontramos mecanismos para contornar essas questões através do emaranhamento quântico e o formalismo de estabilizadores. O primeiro nos permite recuperar a ideia de redundância através da deslocalização da informação entre os espaços de Hilbert das partes que compartilham as correlações quânticas, já o segundo permite obter informação sobre erros que podem ter corrompido a informação quântica presente no estado sem a necessidade de realizar uma medida direta neste. Vamos considerar exemplos de surface codes que representam um dos códigos quânticos que utilizam emaranhamento e estabilizadores para corrigir os erros. Este tipo de código é um dos principais candidatos a serem implementados experimentalmente em larga escala e já apresentam resultados promissores em estudos preliminares.
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/15429
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Física
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física
dc.rightsopen access
dc.subjectInformação
dc.subjectmecânica quântica
dc.subjectcomputação quântica
dc.subjectestados emaranhados
dc.subjectcorreção quântica de erros
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqFísica
dc.titleComputação Quântica e Teoria Quântica de Correção de Erros.
dc.title.alternativeQuantum Computation and Quantum Theory of error correction.
dc.typemasterThesis
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