Robustness of bipartite Gaussian entangled beams propagating in lossy channels

Abstract

Subtle quantum properties offer exciting new prospects in optical communications. For example, quantum entanglement enables the secure exchange of cryptographic keys(1) and the distribution of quantum information by teleportation(2,3). Entangled bright beams of light are increasingly appealing for such tasks, because they enable the use of well-established classical communications techniques(4). However, quantum resources are fragile and are subject to decoherence by interaction with the environment. The unavoidable losses in the communication channel can lead to a complete destruction of entanglement(5-8), limiting the application of these states to quantum-communication protocols. We investigate the conditions under which this phenomenon takes place for the simplest case of two light beams, and analyse characteristics of states which are robust against losses. Our study sheds new light on the intriguing properties of quantum entanglement and how they may be harnessed for future applications

Robustez do emaranhamento em variáveis contínuas e fotodetecção de feixes intensos no domínio espectral

“…As três primeiras seções contém resultados já conhecidos na literatura e são revisados aqui, pois são parte importante da base teórica utilizada no nosso trabalho. Na quarta seção, discuto resultados originais sobre a investigação da dinâmica do emaranhamento frente a perdas por transmissão que estão publicados em [27,96] …”

“…perdas parciais A fronteira entre os estados frágeis e robustos no espaço de estados físicos 27 , definida por W RE = 0,é composta por estados emaranhados robustos ou separáveis, pois há alguns estados para os quais W RE = W ppt = 0 28 . Note que as perdas introduzidas na matriz de covariâncias, são linearmente fatoradas em W RE , …”

“…Neste experimento, atenuamos apenas um dos feixes, pois queríamos saber se mesmo a atenuação mais simples resultava em ESD. Os autovalores simpléticos em função da atenuação para a medida em que o desemaranhamento ocorre de forma mais marcante são mostrados na figura 7.4 para diversas potências de bombeio [27].…”

“…Por outro lado, o método para fazer a conversão de ruído de fase em ruído de intensidade usado nosúltimos trabalhos do grupo [13,16,26,27]é sensível a toda essa informação relevante no caso em que o estadoé gaussiano. Trabalhar no domínio da frequência permite algumas vantagens em relação ao domínio do tempo.…”

Emaranhamento multicor para redes de informação quântica

“…Com este estudo, identificamos as regiões de parâmetros de funcionamento do sistema que apresentam limitações para eventuais aplicações [Coelho 2009b, Barbosa 2010a. Além disto, encontramos fortes evidências de características análogas às encontradas em estados GHZ e W , até o momento demonstradas experimentalmente somente no âmbito de variáveis discretas [Dür 2000].…”