Simetrias de desigualdades de não-contextualidade e a robustez estatística de implementações experimentais

• Processo: 22/01421-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Bárbara Lopes Amaral
• Beneficiário: Gustavo Balvedi Pimentel
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/06454-7 - Não-localidade e contextualidade como recurso para informação quântica, computação quântica e certificação de dispositivos quânticos, AP.JP
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/14069-1 - Robustez Estatística de Implementações Experimentais de Não-localidade e contextualidade no cenários de n-ciclo, BE.EP.MS
• Assunto(s): Mecânica quântica Informação quântica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Contextualidade Quântica | Fisica Quantica | Informação Quântica | Informação Quântica

Resumo

A não-localidade quântica e a contextualidade quântica são consequências da impossibilidade de explicar as probabilidades de resultados de medições em sistemas quânticos a partir de valores preexistentes e que sejam independentes de outras medições compatíveis que possam ser realizadas em conjunto. A não-localidade e a contextualidade são duas características surpreendentes da teoria quântica e acreditamos que entendê-las é um passo fundamental para explicar a física quântica a partir dos primeiros princípios, um dos maiores desafios dos últimos tempos. Além da evidente importância da não-localidade e da contextualidade para os fundamentos da teoria quântica, elas também foram identificadas como recursos para a computação quântica, além de outras aplicações. A verificação experimental da contextualidade tem atraído muita atenção nos últimos anos, e esperamos que o reconhecimento da contextualidade como recurso operacional para informação quântica aumente esse interesse. Portanto, é de extrema importância desenvolver um arcabouço teórico robusto para contextualidade que possa ser aplicado de forma eficiente a experimentos reais. Em particular, é importante desenvolver uma base teórica sólida e bem adaptada aos casos em que os conjuntos de medições não satisfaçam a suposição de não-perturbação, que é uma forte restrição que dificilmente será perfeitamente satisfeita em experimentos reais. É crucial investigar estruturas alternativas para não-localidade e contextualidade de uma perspectiva operacional e desenvolver uma estrutura teórica experimentalmente amigável para o tratamento da contextualidade como um recurso. Neste projeto vamos investigar uma dessas alternativas e buscar generalizações da proposta de Renou et. al. Nosso principal objetivo é considerar diferentes versões de desigualdades de Bell e de não-contextualidade usando simetrias de grupo. Diferentes variantes de uma desigualdade de Bell são conhecidas por serem equivalentes quando avaliadas em distribuições de probabibilade sem sinalização. No entanto, em configurações experimentais, a robustez da violação depende da variante de desigualdade escolhida. Renou et. al. explicam esse fenômeno usando a decomposição do espaço de distribuições de probabilidade sob a ação do grupo de simetria do cenário e propõe um método para otimizar a robustez estatística de uma desigualdade de Bell. Conjecturamos que ideias semelhantes valem para cenários gerais de contextualidade e queremos investigar quando tal otimização pode ser aplicada. Este problema será investigado em parceria com o Dr. Denis Rosset do Perimeter Institute.