Luz que se curva

Na PRFocus apareceu algo bonito. Na PRL vi o artigo: "Fidelity Enhancement by Logical Qubit Encoding," por Michael K. Henry, Chandrasekhar Ramanathan, Jonathan S. Hodges, Colm A. Ryan, Michael J. Ditty, Raymond Laflamme e David G. Cory. Como o título diz, os autores demonstram que é possível melhorar a fidelidade se quatro qubits formarem um subespaço livre de descoerência e, neste subespaço, forem codificados dois qubits lógicos. Utilizam RMN e o trabalho é experimental. Ultimamente, depois de ter assistido aos talks de Joshua Folk no workshop que houve aqui na semana passada, estou convencido de prestar muito mais atenção aos artigos experimentais. Isto é o que eu andei concluindo; não é um conselho, pois, se conselhos fossem bons, as pessoas não os dariam...
Na PRA tem um artigo interessantíssimo: "Non-Markovian dynamics of a qubit coupled to an Ising spin bath," por Hari Krovi, Ognyan Oreshkov, Mikhail Ryazanov e Daniel A. Lidar. Estes autores estudam um qubit acoplado a um banho unidimensional de spins. Usam a interação em que o qubit se acopla a todos os demais de acordo com sigma-z vezes uma soma de todos os outros sigmas-z multiplicados por g's. Esta hamiltoniana de Ising é analiticamente solúvel. Assim, podem testar várias equações mestras, comparando os resultados aproximados com o solução exata. É um artigo importante para quem está interessado em banhos de spins.

Mais desigualdades

Continuando, na PRL também tem o artigo "Bell Inequalities for Continuous-Variable Correlations," por E. G. Cavalcanti, C. J. Foster, M. D. Reid e P. D. Drummond. Nesta generalização das desigualdades de Bell para variáveis contínuas, os autores enfatizam a importância da não comutatividade para a violação do realismo local. Há também mais artigo interessante: "Macroscopic Test of the Aharonov-Bohm Effect," por Adam Caprez, Brett Barwick e Herman Batelaan. Estes autores fazem um experimento em que detectam a ausência de forças que poderiam explicar o efeito de Aharonov-Bohm, ao invés da fase multiplicativa. Usam laser pulsado para gerar pulsos de elétrons que passam por solenóides e usam a técnica de tempo de vôo para poder estabelecer a existência ou não de forças sobre os elétrons.

Berry's phase qubit em estado sólido

Não é Phys. Rev., mas acho que seja relevante anunciar: o Prof. Esmerindo, daqui do IFSC, me enviou o link http://physicsworld.com/cws/article/news/31942 que requer que façamos uma subscription, mas é gratuito. É sobre a realização experimental de um qubit de fase de Berry feito em estado sólido. O artigo referido é "Observation of Berry's Phase in a Solid-State Qubit," por P. J. Leek, J. M. Fink, A. Blais, R. Bianchetti, M. Göppl, J. M. Gambetta, D. I. Schuster, L. Frunzio, R. J. Schoelkopf, A. Wallraff, que saiu na Science no começo de novembro. Aparentemente, os autores usam micro-ondas para controlar o acúmulo de fase geométrica em um qubit supercondutor. O acúmulo é medido com um experimento de interferência. A vantagem de usar fase geométrica pode ser metaforicamente expressa assim: uma vez que o loop seja fechado, não faz mal que a forma do loop seja deformada pelo ruído do ambiente. Assim, processamento de informação quântica através de qubits de fase geométrica parece apresentar tolerância a erros.
Obrigado Prof. Esmerindo!

Preon Nuggets

Na PRFocus tem um texto interessante: "Nuggets of New Physics." Trata-se da possibilidade de que no espaço existam preon nuggets, isto é, uma 'pelota' de preons. Preons são os hipotéticos constituintes dos quarks. Como esses objetos teriam o tamanho de uma bola de futebol, mas a massa da lua, poderiam ajudar explicar a matéria escura. Legal!
Na PRL tem um artigo bastante interessante: "Experimental Falsification of Leggett's Nonlocal Variable Model," por Cyril Branciard, Alexander Ling, Nicolas Gisin, Christian Kurtsiefer, Antia Lamas-Linares e Valerio Scarani. Estes autores apresentam dados experimentais que falsificam a teoria de variáveis não locais. Em conexão com este artigo, há também este: "Experimental Test of Nonlocal Realistic Theories Without the Rotational Symmetry Assumption," por Tomasz Paterek, Alessandro Fedrizzi, Simon Gröblacher, Thomas Jennewein, Marek Żukowski, Markus Aspelmeyer, e Anton Zeilinger. Agora vou ver o colóquio do Joshua Folk, continuaremos mais tarde.

Feeds

APRFocus tem um artigo sobre colisão nuclear e também sobre caos cardíaco.
A PRL de 16nov07 não apresenta nada sobre nosso foco em computação ou informação quântica.
A anterior, de 09nov07, também não apresenta nada sobre quantum info ou computing.
Na de 02nov07, há o artigo "Simple and Efficient Quantum Key Distribution with Parametric Down-Conversion," por Yoritoshi Adachi, Takashi Yamamoto, Masato Koashi e Nobuyuki Imoto. Há também o artigo "Heralded Entanglement between Atomic Ensembles: Preparation, Decoherence, and Scaling," por J. Laurat, K. S. Choi, H. Deng, C. W. Chou e H. J. Kimble. Há mais este: "Demonstration of a Stable Atom-Photon Entanglement Source for Quantum Repeaters," por Shuai Chen, Yu-Ao Chen, Bo Zhao, Zhen-Sheng Yuan, Jörg Schmiedmayer e Jian-Wei Pan. Os títulos parecem ser bastante explicativos por si mesmos.
Na PRA de novembro apareceu um artigo muito interessante: "Quantum origin of quantum jumps: Breaking of unitary symmetry induced by information transfer in the transition from quantum to classical," por Wojciech Hubert Zurek. Eu o li rapidamente e o Zurek prova o postulado do colapso a partir dos outros postulados da mecânica quântica. Vale a pena ler.

Mini Workshop

Ok, pessoal, eu tenho um pretexto por ter parado de monitorar a Phys. Rev.: vai ter um mini workshop aqui e estou preparando um talk em html. Assim, vocês podem participar do workshop: www.ifsc.usp.br/~reginaldo/workshop-egues2.jpg e também podem ver minha apresentação, que não está pronta ainda, mas podem acompanhar meu trabalho: http://www.ifsc.usp.br/~reginaldo/MiniWorkShop/sqrtswap01/sqrtswap01.html

De grão em grão...

Olá, estou de volta! Depois de um bom intervalo administrativo-burocrático, consegui me posicionar frente a frente com a Physical Review. Vamos ver o que consigo fazer em meia hora.

Na PRFocus apareceu um comentário que achei cool sobre um PRE que trata de dunas de Marte: "Martian Dunes Take Their Time." É interessante que, olhando dunas, puderam determinar que leva 50000 anos para os ventos mudarem 90 graus sua direção e este é aproximadamente o período de precessão do eixo de Marte. Wouldn't you say that is cool?

Bem, estou atrasadíssimo com a PRA; ainda não terminei a de outubro. Acho que hoje vou parar de ficar vendo tudo que pode ser interessante para todo mundo e vou focalizar apenas os tópicos que nos importa mais aqui no IFSC. Então, selecionando os artigos da PRA de outubro, temos: "Universal dephasing control during quantum computation," por Goren Gordon e Gershon Kurizki. Outro dia, Yehuda Band, que visitava o grupo de ótica daqui, mencionou-me Kurizki; parece que este cara tem feito coisas parecidas com o que nós temos feito aqui. Nesse artigo, em particular, eles tratam somente dephasing, mas li outros artigos deste autor que tratam outros casos também. Como um brief, achei interessante o artigo: "Quantum computation in semiconductor quantum dots of electron-spin asymmetric anisotropic exchange," por Xiang Hao e Shiqun Zhu. Creio que eu deva ler este artigo porque estamos agora mesmo trabalhando com a exchange isotrópica, pois é invariante por rotações. Mas parece que esses caras conseguem transformar a anisotrópica em isotrópica com campos externos, algo de nosso interesse aqui.
Bem, vou desistir da PRA de outubro, já que sempre há artigos interessantes e não podemos ler todos. Em próxima ocasião examinarei a PRA de novembro, também com seletividade. Talvez eu até mesmo pare de monitorar a parte de óptica quântica e concentre minha atenção apenas em quantum info. e fundamental concepts. Saudações!

Física é interdisciplinar e uma só partícula é não local

Na PRFocus de hoje, há um artigo sobre catarata: "Clarity through Diversity."
Na PRL, tem um artigo interessante: "Classical World Arising out of Quantum Physics under the Restriction of Coarse-Grained Measurements," por Johannes Kofler e Časlav Brukner. Esses camaradas mostram que o mundo clássico surge da mecânica quântica se fizermos medidas grosseiras, isto é, quando usamos uma aproximação "coarse graining." Outro artigo curioso da PRL é: "Nonlocality of a Single Particle," por Jacob Dunningham e Vlatko Vedral. Eles propõem um experimento para fótons, que também alegam servir para átomos, em que o estado inicial é realizável, para demonstrar a não localidade de uma só partícula!
Eu sei que estou atrasado com a PRA e vou continuar assim por um longo tempo, pelo visto, pois a burocracia é avassaladora comigo; depois da banca da semana passada, se arranjarem outra besteira para eu participar, encerro a publicação deste blog e de outros...

Somar 2 e 2 não localmente, sem saber que é 2 e 2

Na PRFocus ainda nada novo encontrei. No entanto, não resisti à compulsão de ler o artigo "Quantum Nonlocality and Beyond: Limits from Nonlocal Computation," por Noah Linden, Sandu Popescu, Anthony J. Short e Andreas Winter. Há coisas de arrepiar os cabelos (todos!) neste artigo. Estou até agora boquiaberto! Nem o Notícias Populares me deixaria mais estupefacto (como se diria em Portugal). Se eu disser, vocês não vão acreditar, mas vou dizer assim mesmo. Esses caras propõem computação não local, isto é, um bit vai para Alice e outro vai para Bob, mas nem uma, nem outro sabe o input. Por exemplo, se o bit inicial for 0, mando 0 para Alice e 0 para Bob. Mas eu poderia mandar 1 para Alice e 1 para Bob, pois o input, sendo 0, pode ser escrito em termos do XOR entre 0 e 0 ou XOR entre 1 e 1. Quando eles processarem o qubit, eu junto os resultados com o mesmo XOR que usei anteriormente e devo obter o que o processamento deveria ser com o input 0. No caso de o input ser 1, mando 1 para Alice e 0 para Bob, ou vice-versa, já que 0 XOR 1=1 e 1 XOR 0=1. O que perguntamos é se é possível ter este tipo de computação mais rápida quanticamente do que classicamente, usando as correlações não locais clássicas. O resultado é surpreendente: o caso quântico tem probabilidade de sucesso igual ou pior do que o clássico. Como eles fazem isso? Os autores mostram o limitante superior da probabilidade de sucesso para todas as formas quânticas de produzir a computação não local e provam que existe uma particular estratégia clássica que dá exatamente o limitante superior do caso quântico.
Como se isto não bastasse, os autores mostram também que correlações mais fortes do que as quânticas podem apresentar (pasmem!) probabilidade de sucesso 1 para certas tarefas executadas por computação não local! O que são correlações mais fortes do que as quânticas? Ora, os autores citam, em sua Ref. [2], o artigo "Quantum nonlocality as an axiom," por Sandu Popescu e Daniel Rohrlich. O que estes autores dizem fazer é tomar a não localidade como um axioma e deduzir o indeterminismo. Normalmente, dizem eles, o indeterminismo quântico é tomado como um axioma e a não localidade, como um teorema; eles apenas invertem os papéis destes dois conceitos. O que descobrem é que há correlações não locais que não violam a relatividade, não permitindo sinais mais rápidos do que a luz, mas não são obtidas pela mecânica quântica usual. Resta saber por que estas correlações não locais não ocorrem na natureza.
Continuo boquiaberto e estupefacto!