Nona Semana Integrada do Instituto de Física de São Carlos

Tomografia de estado quântico via Ressonância Magnética Nuclear de núcleos quadrupolares isolados

Não agendado

20m

Doutorado

Palestrante

Adriane Consuelo da Silva Leal (Instituto de Física de São Carlos)

Descrição

A técnica de tomografia de estado quântico é uma ferramenta importante nos estudos de Computação e Informação Quântica, de modo que possibilita descrever o operador densidade completo associado ao estado do sistema. Dentro deste contexto, a primeira proposta de tomografia de estado quântico via Ressonância Magnética Nuclear foi apresentada por Chuang et al. (1) e posteriormente aprimorada por Long et al. (2). Nestes dois trabalhos, os autores propuseram uma técnica de tomografia para sistemas heteronucleares de spin 1/2 acoplados. No âmbito dessa discussão, neste trabalho estudou-se a tomografia de um sistema mais complexo, com número quântico de spin I=3/2, o qual é denominado de núcleo quadrupolar, numa amostra de dodecil sulfato de sódio (DSS). Nosso interesse na tomografia para esse tipo de sistema, e de outros núcleos quadrupolares é que nos possibilita simular por exemplo estados coerentes de spin, spin squeezing e até fazer uma analogia com sistemas de partículas idênticas, inclusive no regime de simulações quânticas de sistemas de condensados de Bose-Einstein. O procedimento de tomografia estudado foi proposto por J. Teles. et al. (3), onde realiza-se uma série de transformações (operações de rotação do sistema de spins), de modo que existe uma seleção de coerências através do procedimento conhecido como ciclagem de fase dos pulsos de radiofrequência. Por meio dessa seleção é possível construir a matriz densidade, a qual é escrita na base de tensores irredutíveis. Como comprovação da técnica tomografou-se experimentalmente a matriz densidade de equilíbrio rotacionada por um pulso de 90 graus, como resultado obteve-se uma fidelidade maior que 95%.

Referências

1 CHUANG, L. I. et al. Bulk quantum computation with nuclear magnetic resonance: theory and experiment. Proceedings of the Royal Society of London A, v. 454, n. 1969, p. 447-467, 1998.
2 LONG, G. L.; YAN, H. Y.; SUN, Y. Analysis of density matrix reconstruction in NMR quantum computing. Journal of Optics B, v. 3, n. 6, p. 376-381, 2001.
3 TELES, J. et al. Quantum information processing by nuclear magnetic resonance on quadrupolar nuclei. Philosophical Transactions of the Royal Society A, v. 370, n. 1976, p. 4770- 4793, 2012.