Coherencia como recurso en los sistemas cuánticos abiertos

Abstract

In this thesis, we address open quantum systems subjected to Markovian and non- Markovian evolutions. We diagnose these two regimes using the relative entropy of coherence. We specially address the case of two qubits encoded in the polarization degree of freedom of photon beams. The two qubits play the roles of system and ancilla. In our experimental setup, we need only two parameters to control Markovian and non-Markovian regimes. We also propose and provide a proof-of-concept for the implementation of a quantum gate that drives an open system so that it can reach maximal coherence. Our ndings also illustrate possibilities for generating non-Markovian processes, which are important to recover information that has gone from the system to its environment. We thereby show how non-Markovianity can be considered as a resource in open quantum systems.

En esta tesis, abordamos los sistemas cuánticos abiertos sometidos a evoluciones Markovianas y no-Markovianas. Diagnosticamos estos dos regímenes utilizando la entropía relativa de coherencia. Abordamos especialmente el caso de dos qubits codificados en el grado de libertad de la polarización de los haces de fotones. Los dos qubits desempeñan los roles de sistema y ancilla. En nuestra configuración experimental, solo necesitamos dos parámetros para controlar los regímenes Markovianos y no-Markovianos. También proponemos y proporcionamos una prueba de concepto para la implementación de una puerta cuántica que impulsa un sistema abierto para que pueda alcanzar la máxima coherencia. Nuestros hallazgos también ilustran las posibilidades de generar procesos no-Markovianos, que son importantes para recuperar información que ha pasado del sistema a su entorno. De este modo mostramos cómo la no-Markovianidad puede ser considerado como un recurso en sistemas cuánticos abiertos.