dc.contributor
Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física
dc.contributor.author
García Díaz, María
dc.date.accessioned
2020-12-13T18:53:32Z
dc.date.available
2020-12-13T18:53:32Z
dc.date.issued
2020-02-21
dc.identifier.isbn
9788449093838
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/10803/670162
dc.description.abstract
La coherència quàntica, o la propietat dels sistemes que es troben en
una superposició d’estats capaç de donar lloc a patrons d’interferència en els
experiments adequats, és el segell distintiu de la mecànica quàntica. Més enllà
de les seves fascinants implicacions epistemològiques, la coherència quàntica
resulta també un recurs valuós a l’hora de dur a terme diferents tasques
quàntic-informacionals i ha estat fins i tot emprada en la descripció de certs
processos biològics. Per aquest motiu s’ha fet necessari el desenvolupament
d’una teoria de recursos que formalitzi rigorosament la noció de coherència, i
que permeti així quantificar la coherència present en els sistemes físics, així
com estudiar la seva manipulació amb vista a un millor aprofitament d’aquest
recurs. Aquesta tesi doctoral pretén contribuir a la teoria de la coherència de
la següent manera.
En primer lloc, demostrem que la coherència, tal com la teoria la formalitza,
està sòlidament ancorada en la física dels interferòmetres —almenys en el
context de les Operacions Estrictament Incoherents—, i encarna, per tant, el
seu propi principi operacional.
En segon lloc, després de fer notar que els estats poden ser entesos com a
canals de “output” constant, emprenem la generalització de la teoria de la
coherència dels estats a la teoria dels canals. En concret, proposem diverses
maneres de mesurar el contingut en coherència d’un canal quàntic i el calculem
considerant dues classes diferents d’operacions del tipus “free”: Operacions
Incoherents i Operacions Màximament Incoherents.
Finalment, investiguem si la coherència pot ser també testimoni d’alguna
manifestació de no classicitat diferent dels propis efectes interferomètrics.
En particular, analitzem la connexió de la coherència amb la no classicitat
dels processos estocàstics quàntics, tant en el règim markovià com en el no
markovià.
en_US
dc.description.abstract
La coherencia cuántica, o la propiedad de los sistemas que se encuentran en
una superposición de estados capaz de dar lugar a patrones de interferencia en
los experimentos adecuados, es el sello distintivo de la mecánica cuántica. Más
allá de sus fascinantes implicaciones epistemológicas, la coherencia cuántica
resulta también un recurso valioso a la hora de llevar a cabo diferentes tareas
cuántico-informacionales y ha sido incluso empleada en la descripción de
ciertos procesos biológicos. Por este motivo se ha hecho necesario el desarrollo
de una teoría de recursos que formalice rigurosamente la noción de coherencia,
y que permita así cuantificar la coherencia presente en los sistemas físicos, así
como estudiar su manipulación con vistas a un mejor aprovechamiento de este
recurso. Esta tesis doctoral pretende contribuir a la teoría de la coherencia
del siguiente modo.
En primer lugar, demostramos que la coherencia, tal y como la teoría la
formaliza, está sólidamente anclada en la física de los interferómetros —al
menos en el contexto de las Operaciones Estrictamente Incoherentes—, con
lo que encarna su propio principio operacional.
En segundo lugar, tras hacer notar que los estados pueden ser entendidos
como canales de “output” constante, emprendemos la generalización de la
teoría de la coherencia de los estados a la teoría de los canales. En concreto,
proponemos diversas maneras de medir el contenido en coherencia de un
canal cuántico y lo calculamos considerando dos clases diferentes de opera-
ciones de tipo “free”: Operaciones Incoherentes y Operaciones Máximamente
Incoherentes.
Finalmente, investigamos si la coherencia puede ser también testigo de
alguna manifestación de no clasicidad distinta de los propios efectos inter-
ferométricos. En particular, analizamos la conexión de la coherencia con
la no clasicidad de los procesos estocásticos cuánticos, tanto en el régimen
markoviano como en el no markoviano.
en_US
dc.description.abstract
Quantum coherence, or the property of systems which are in a superpo-
sition of states yielding interference patterns in suitable experiments, is the
main hallmark of departure of quantum mechanics from classical physics.
Besides its fascinating epistemological implications, quantum coherence also
turns out to be a valuable resource for quantum information tasks, and has
even been used in the description of fundamental biological processes. This
calls for the development of a resource theory which rigorously formalizes
the notion of coherence, that further allows both to quantify the coherence
present in physical systems and to study its manipulation in order to better
leverage it. This thesis intends to make a contribution to the recently built
resource theory of coherence in a number of ways.
First, we show that coherence, as formalized by its resource theory, is
soundly grounded in the physics of interferometers—at least in the con-
text of Strictly Incoherent Operations—and thus embodies its operational
foundations.
Second, we note that states can be thought of as constant-output channels,
and start to generalize the coherence theory of states to that of channels.
In particular, we propose several measures of the coherence content of a
channel and further compute them when considering two different classes
of free operations: Incoherent Operations and the largest set of Maximally
Incoherent Operations.
Finally, we investigate the question whether coherence can witness some
other manifestations of non-classicality (we mean, beyond interference effects).
In particular, we analyze the connection of coherence to the non-classicality of
quantum stochastic processes both in the Markovian and in the non-Markovian
regimes.
en_US
dc.format.extent
175 p.
en_US
dc.format.mimetype
application/pdf
dc.language.iso
eng
en_US
dc.publisher
Universitat Autònoma de Barcelona
dc.rights.license
L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rights.uri
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
*
dc.source
TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
dc.subject
Coherència
en_US
dc.subject
Coherencia
en_US
dc.subject
Coherence
en_US
dc.subject
Informació
en_US
dc.subject
Información
en_US
dc.subject
Information
en_US
dc.subject.other
Ciències Experimentals
en_US
dc.title
The theory of quantum coherence
en_US
dc.type
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.contributor.authoremail
mariagarciadiaz@tutanota.com
en_US
dc.contributor.director
Winter, Andreas Johannes
dc.embargo.terms
cap
en_US
dc.rights.accessLevel
info:eu-repo/semantics/openAccess