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1. INFORMAÇÃO QUÂNTICA: DE EINSTEIN AOS COMPUTADORES QUÂNTICOS Luiz Davidovich Instituto de F ísica Universidade Federal do Rio de Janeiro SbrT – Campinas – Setembro de 2005

6. Ondas interferem! Ondas em um tanque com água

9. Interfer ência de átomos Shimizu, Universidade de Tóquio

11. Final do século XX: Tecnologia quântica Íons e átomos em armadilhas Átomos e fótons em cavidades R. Blatt, D. Wineland Chapman, Haroche, Kimble, Rempe, Walther R. Blatt

12. Informação quântica: Polarização e polarizadores Descrição clássica: luz após polarizador é polarizada ao longo do eixo do polarizador, e tem intensidade reduzida, dependendo do ângulo (lei de Malus) Estado de polarização: Especificação do ângulo requer em geral um número infinito de bits Medindo a polarização Descrição quântica: Fóton não se divide! Cada fóton ou não passa pelo polarizador ou sai polarizado ao longo do eixo do polarizador. Portanto, intensidade se reduz porque cada fóton tem uma certa probabilidade de passar, que depende do ângulo Impossível medir polarização de um único fóton! Polarização de um único fóton: Bit H  0, V  1

15. Criptografia quântica prática Toshiba’s Quantum Cryptography Prototype

16. Os limites da computação clássica Aprox. 2015: um átomo por bit! Lei de Moore (1965): número de transistores dobra a cada 18 meses! Versão Montecito do Itanium 2 (2005): 1,72 bilhões de transistores

19. Princípio da superposição Dois q-bits: Todos os valores possíveis de dois bits em um único estado ! N átomos: 2 N inputs! Podemos usar isso para implementar computação paralela:

21. Candidatos a computadores quânticos Loss, DiVincenzo, Imamoglu, Awschalom Junções Josephson Pontos quânticos Armadilhas de íons Ressonância magnética nuclear Silício Wineland, Blatt I. Chuang, D. Cory, R. Laflamme, E. Knill B. Kane R. Clark DESCOERÊNCIA I. Bloch + T. Hansch Van der Wal, Nakamura Redes óticas

22. Estados emaranhados Estado individual de cada parte não é definido: somente estado global Schrödinger (1935): “Eu não diria que o entrelaçamento é um mas o traço característico da mecânica quântica, aquele que leva ao abandono completo do pensamento clássico”

24. Alternativa cl ássica

27. Implementação mais recente Zeilinger et al, Nature 430 , 849 (2004)

28. Star Trek?

29. EMARANHAMENTO ROBUSTO?