Estudo de discórdia em modos spin-órbita da luz

Abstract

O uso de graus de liberdade da luz na realização de processos e protocolos da informação e computação quântica tem sido uma área de grande interesse. Em particular, a simulação de estados quânticos modos spin-órbita (polarização e modos transversos) de feixes lasers intensos, inclusive em estudos de correlações quânticas, como a violação das desigualdades de Bell e de Mermin, mostram que este cenário é muito rico para exploração experimental. Neste trabalho, usaremos os modos spin-órbita de modo a emular correlações quânticas, mais precisamente o emaranhamento e a discórdia. Esse estudo é feito em uma classe de estados específico, os estados-X. Esse tipo de estado é de grande interesse uma vez que engloba uma grande gama de estados muito utilizados na literatura, como é o caso dos estados de Bell, que são reconhecidos pelo emaranhamento, mas também estados de Werner, que são mistos. Realizamos a simulação de um circuito óptico que produz diferentes estados do tipo-X, utilizando os modos spin-órbita de um feixe laser intenso, simulando também o circuito de tomografia de 2 qbits para modos spin-órbita para obtenção da matriz densidade. A partir dela, realizamos cálculos de discórdia e concorrência. É a primeira vez que a discórdia é analisada para modos spin-órbita. Os resultados das simulações apresentam excelente acordo com os valores teóricos