Transformace kvantově provázaných stavů optických polí ve spojitých proměnných

Bc. Ondřej ČERNOTÍK

Diplomová práce

Transformations of continuous-variable entangled states of light

Abstract:

In this thesis, we propose and analyse protocols for manipulation of entangled Gaussian states of light using local operations and classical communication. Firstly, we study entanglement concentration based on photon subtraction enhanced by local coherent displacements for entangled states in the form of a single-mode squeezed vacuum state split on a beam splitter. We show that coherent displacements can enhance entanglement concentration based on photon subtraction. Secondly, we study symmetrization of multipartite Gaussian states using two possible approaches. The first strategy is based on correlated noise addition while the second protocol uses quantum non-demolition interaction with ancillary modes and partial measurement. It is studied how entanglement classification is changed by the symmetrization for the two procedures; to quantify the entanglement before and after symmetrization, fidelity of assisted quantum teleportation is used. It is shown that both strategies can lead to an increase of the fidelity when more general transformations are allowed.

Abstract:

V této diplomové práci jsou navrženy a studovány protokoly pro manipulaci kvantově provázaných gaussovských stavů světla pomocí lokálních operací a klasické komunikace. Nejprve je analyzován protokol pro koncentraci entanglementu využívající odečítání fotonů a lokální koherentní posunutí pro stavy vzniklé rozdělením jednomodového stlačeného vakua na děliči svazku. Je ukázáno, že koherentní posunutí mohou zlepšit koncentraci entanglementu založenou na odečítání fotonů pro tyto stavy. Dále jsou studovány dva protokoly pro symetrizaci multipartitních gaussovských stavů. První je založen na přidávání korelovaného šumu, druhý využívá kvantové nedemoliční interakce s pomocnými mody a následného měření. Je studováno, jak je klasifikace entanglementu změněna těmito protokoly a jaký mají jednotlivé protokoly vliv na fidelitu asistované kvantové teleportace, která je použita pro kvantifikaci výsledného entanglementu. Je ukázáno, že pokud uvažujeme obecnější transformace na multipartitních stavech, je možné dosáhnout zvýšení fidelity.

Keywords

kvantová optika, kvantové zpracování informace, gaussovské stavy, entanglement, destilace entanglementu, lokální operace a klasická komunikace, kvantová teleportace

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 4. 2013

Zveřejnit od: 25. 4. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 23. 5. 2013
• Vedoucí: Doc. Mgr. Jaromír Fiurášek, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Fyzika / Optika a optoelektronika