Simulaciones ópticas de algoritmos cuánticos

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En este trabajo se ha desarrollado teórica y experimentalmente, una analogía completa entre el procesamiento de imágenes con iluminación coherente y el modelo circuital de computación cuántica. Se ha probado la validez de la analogía mediante la simulación óptica de algoritmos de relevancia en proce...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Francisco, Diego Hernán
Formato: Tesis Doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2007
Materias:
PROCESAMIENTO CUANTICO DE LA INFORMACION
PROCESAMIENTO DE IMAGENES
COMPUTACION CUANTICA UNIVERSAL
PROCESADOR OPTICO COHERENTE
ALGORITMOS CUANTICOS
SIMULACIONES OPTICAS
QUANTUM INFORMATION PROCESSING
IMAGE PROCESSING
UNIVERSAL QUANTUM COMPUTATION
COHERENT OPTICAL PROCESSOR
QUANTUM ALGORITHMS
OPTICAL SIMULATIONS
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4163_Francisco
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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description En este trabajo se ha desarrollado teórica y experimentalmente, una analogía completa entre el procesamiento de imágenes con iluminación coherente y el modelo circuital de computación cuántica. Se ha probado la validez de la analogía mediante la simulación óptica de algoritmos de relevancia en procesamiento cuántico de la información. Se ha discutido la representación óptica de los estados cuánticos como imágenes espacialmente organizadas y se han diseñado estrategias de simulación óptica de las evoluciones temporales unitarias a partir de la representación óptica de las compuertas cuánticas universales. Los operadores unitarios de un qbit son representados mediante procesadores ópticos coherentes donde las funciones de entrada y salida codifican los estados cuánticos inicial y final de la evolución temporal. Dicha representación, incluye corrimientos de fase sobre la codificación de los estados en los planos de entrada y salida y utiliza una red de transmisión de fase en el plano de Fourier como función de transferencia. La compuerta CNOT sobre el espacio de dos qbits completa el conjunto de compuertas cuánticas universales y es simulada mediante un prisma cúbico que permuta las amplitudes complejas asociadas a un par de rayos luminosos adyacentes. Los aportes originales del trabajo, enfatizan la validez de la analogía desarrollada y consisten en la implementación experimental de tres algoritmos cuya relevancia en información cuántica es no solo histórica o académica sino decisiva por sus potenciales aplicaciones. Se han realizado implementaciones ópticas del algoritmo de Deutsch, de la caminata al azar cuántica y finalmente del proceso de teleportación. En todos los casos, se han obtenido resultados experimentales que demuestran la viabilidad de las simulaciones ópticas de cada proceso y se han disutido sus derivaciones conceptuales, sus limitaciones y sus posibles aplicaciones.
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