Tesis doctoral de Rodrigo Gallego López
El formalismo conocido por «device-independent» (independiente del dispositivo) es un conjunto de herramientas que utilizamos para analizar datos experimentales e inferir propiedades del sistema, a la vez que evitamos hacer ninguna asunción sobre el funcionamiento específico de los dispositivos involucrados. Entre sus diversas aplicaciones, tanto teóricas como tecnológicas, se encuentran la criptografía cuántica, producción de números aleatorios y estudio de la nolocalidad. Esta tesis contiene avances significativos en dichos campos, así como nuevas aplicaciones, como protocolos «device-independent» para medir la dimensión de un sistema. tras una introducción al campo, la tesis está dividida en cuatro partes. En la primera, introducimos el formalismo para medir la dimensión de un sistema. El objetivo es inferir, basándonos únicamente en los datos experimentales, los grados de libertad necesarios para describir un sistema. Para este fin, introducimos el concepto de «dimension-witness» (testigo de dimensión). éstos son funciones cuyo valor arroja información útil para acotar la dimensión. Hemos llevado a cabo una implementación experimental de nuestra propuesta con fotones entralazados en polarización y momento angular, de la cual informamos en la tesis. la segunda parte de la tesis trata de la no-localidad, en particular, de los cuantificadores de no-localidad. El «contenido local» es un cuantificador de no-localidad que representa la fracción de eventos que admiten una descripción local. Estudiamos sistemas que exhiben máxima no-localidad explotando la conexión entre paradojas kochen-specker y no-localidad. Llevamos además a cabo un experimento produciendo dichas correlaciones.También estudiamos correlaciones maximamente no-locales en un escenario multipartito y mostramos que las correlaciones del estado cuántico conocido por ghz-state se pueden utilizar para realizar protocolos de información como secret-sharing. la tercera parte estudia la no-localidad desde una perpectiva operacional. Estudiamos el conjunto de operaciones que no crean no-localidad, y además caracterizamos la no-localidad desde una teoría de recursos. Encontramos que la definición habitual para la no-localidad multipartita no es consistente con el formalismo operacional y por tanto, debe ser modificada. Mostramos cuáles son las alternativas para recuperar la consistencia. Además, estas nuevas definiciones de no-localidad multipartita, nos permiten estudiar principios de información para definir el set cuántico de correlaciones. Encontramos que information-causality y nontrivial-communication complexity no son suficientes para definir dicho set. en la cuarta parte presentamos un protocolo que produce amplificación de números aleatorios. Amplificar números aleatorios es una tarea imposible con recursos clásicos; en el régimen cuántico solo era posible si la fuente de aleatoriedad era casi perfecta. En esta tesis, mostramos que la amplificación de aleatoriedad puede realizarse bajo premisas muy débiles: la existencia de una fuente arbitrariamente (no obstante, no totalmente) determinista y el principio de relatividad especial que prohibe enviar información instantáneamente.
Datos académicos de la tesis doctoral «Device-independent information protocols: measuring dimensionality, randomness and nonlocality«
- Título de la tesis: Device-independent information protocols: measuring dimensionality, randomness and nonlocality
- Autor: Rodrigo Gallego López
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 22/02/2013
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Antonio Acin Dal Maschio
- Tribunal
- Presidente del tribunal: artur Ekert
- stefano Pironio (vocal)
- (vocal)
- (vocal)