Estudio de los efectos de la radiación de punto cero en experimentos de comunicación cuántica con luz generada en el proceso de conversión paramétrica a la baja: utilizando el formalismo de la función de Wigner

• Autores: Santiago Ramón Guerra Guillén
• Directores de la Tesis: Alberto Casado Rodriguez (dir. tes.), José Plácido Suárez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria ( España ) en 2011
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Barranco Paulano (presid.), Jesús García Rubiano (secret.), Pablo Martel Escobar (voc.), Miguel Ferrero Melgar (voc.), Dechoum Kaled (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Física teórica
      • Radiación (electromagnética)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: acceda
• Resumen

  • ESTUDIO DE LOS EFECTOS DE LA RADIACIÓN DE PUNTO CERO EN EXPERIMENTOS DE COMUNICACIÓN CUÁNTICA CON LUZ GENERADA EN EL PROCESO DE CONVERSIÓN PA-RAMÉTRICA A LA BAJA, UTILIZANDO EL FORMALISMO DE WIGNER La función de Wigner es una herramienta que permite estudiar los efectos de la radiación de punto cero (ZPF) en experimentos de comunicación cuántica con fotones, producidos generalmente a partir del proceso de conversión paramétrica a la baja (PDC). Los ingredientes que proporciona la representación de Wigner en el marco de Heisenberg (WRHP) de cara a una reinterpretación de los resultados de la información cuántica en el campo de la óptica son la intervención del ZPF en las fuentes de radiación (cristales no lineales), en los elementos ópticos presentes en cada experimento, y en su posterior sustracción en el proceso de detección. En esta tesis se desarrollan los aspectos básicos de esta descripción, fundamentados en el triple papel que ejerce el ZPF en cualquier experimento de comunicación cuántica con fotones: a) Las amplitudes del ZPF asociadas a cada modo del campo de vacío constituyen el elemento básico en la descripción del bit cuántico, y del entrelazamiento cuántico. Por otro lado, la consideración de un mayor número de grados de libertad en los estados hiperentrelazados, necesario para la medida completa de los estados de la base de Bell, está ligada a la consideración de un mayor número de conjuntos independientes de modos de punto cero a la entrada del cristal. b) Las entradas de ZPF a través de los canales vacíos de los elementos ópticos que forman parte de los analizadores (divisores de haz, separadores de polarización), dan lugar a un ruido que justifica la limitación en la cantidad de información que se puede extraer en cada experimento, en relación a los conjuntos de modos de punto cero en los que está ¿contenida¿ la información. c) Finalmente, la sustracción de las fluctuaciones del ZPF en el proceso de detección refleja el papel esencial que juega de nuevo el ZPF como umbral de detección. Con estos elementos, se desarrollan en la tesis los conceptos básicos de la infomación cuántica en la WRHP, como el qubit y las puertas lógicas con fotones (Hadamard, CNOT y cambio de fase) y se aplica el formalismo a los experimentos de criptografía cuántica, la medida de los estados de la base de Bell, y teletransporte, que usan fotones producidos en PDC. Este estudio aporta una serie de ventajas que pueden usarse de modo complementario a la descripción usual en el espacio de Hilbert, para una mejor comprensión de los aspectos esenciales de la comunicación cuántica con fotones.