Quantum logic operations with continuous variables in a single trapped ion

Abstract

Nesta dissertação, tratamos da computação quântica em variáveis contínuas empregando a armadilha de íons como plataforma física. A proposta central deste trabalho consiste na sistematização de uma toolbox com portas lógicas gaussianas a partir da manipulação coerente dos modos de vibração de um íon aprisionado. Através da irradiação de feixes de lasers clássicos monocromáticos e bicromáticos em um íon confinado, propomos portas lógicas gaussianas análogas às operações de ótica linear e não linear. Relacionamos essas portas lógicas a operações já bem conhecidas do caso discreto, tais como transformada de Fourier, gates CNOT e CPHASE. A execução de cada uma dessas operações lógicas é selecionada pela frequência do laser de interação e pelo parâmetro de Lamb-Dicke. Reunindo todas as operações obtidas, gaussianas e não gaussianas, mostramos ser possível com nosso sistema simular hamiltonianas descritas por um polinômio em cada coordenada do espaço de fase, permitindo com isso a realização de dinâmicas hamiltonianas polinomiais nesse espaço.