Dissertação
{en_GB=Quantum Entanglement, Bell’s Inequalities and Quantum Computation} {} EVALUATED
{pt=O principal objetivo desta tese é dar uma visão geral de alguns conceitos de computação quântica. Um conceito importante é o conceito de não localidade quântica, que foi introduzido pela intrigante experiência teórica EPR (Einstein-Podolsky-Rosen). Este conceito também foi explorado na forma de jogos como as caixa de PR (Popescu-Rohrlich) e jogo GHZ (Greenberger–Horne–Zeilinger) para enfatizar o poder da mecânica quântica. A contribuição de Bell foi fundamental para compreender que o argumento do valor oculto não poderia ser a explicação para os resultados obtidos. Esta tese irá explorar essas experiências e jogos provando que a superposição quântica e o entrelaçamento quântico são reais, explicando-os matematicamente. Após a apresentação das experiências, outros conceitos de computação quântica, como álgebra linear, bits quânticos, medição quântica, operador de densidade, representação da esfera de Bloch, portas quânticas, paralelismo quântico e o algoritmo de Deutsch, são apresentados. O desenvolvimento de algoritmos quânticos mais complexos só fazem sentido se resolverem problemas que os algoritmos de computação clássica não consigam resolver. E é exatamente isso que acontece com o problema da fatorização de grandes números, que hoje não pode ser resolvido por computadores clássicos e teoricamente pode ser resolvido por computadores quânticos. Embora isso pareça ser bom, existem alguns riscos de segurança inerentes, porque hoje essa dificuldade é explorada para fazer criptografia clássica, como RSA (Rivest–Shamir–Adleman). Esta tese também irá explicar como o Algoritmo de Shor (que resolve o problema da fatoração anteriormente referido) pode ser usado para quebrar o código de criptografia RSA. , en=The main objective of this thesis is to provide an overview of some quantum computation concepts. An important concept is the Quantum Nonlocality concept, which was introduced by an intriguing EPR (Einstein-Podolsky-Rosen) theoretical experiment. This concept was also explored in form of games like the PR (Popescu-Rohrlich) box, and GHZ (Greenberger–Horne–Zeilinger) game to emphasize the power of quantum mechanics. Bell’s contribution was fundamental to comprehend that the hidden value argument couldn’t be the explanation for the obtained results. This thesis will explore those experiments and games assuring that quantum superposition and quantum entanglement are real by explaining them mathematically. After presenting the experiments in a form of a card game or show, other concepts of quantum computation, such as linear algebra, quantum bits, quantum measurement, density operator, Bloch sphere representation, quantum gates, quantum parallelism, and the Deutsch algorithm will be clarified. More complex quantum algorithms only make sense if it solves problems that classical computation algorithms cannot solve. And this is exactly what happens with the large number factorization problem, which today cannot be solved by classical computers and theoretically can be solved by quantum computers. Although this seems to be good, there are some inherent security risks, because today this difficulty is explored to make classical encryption code such as RSA (Rivest–Shamir–Adleman). This thesis will also explain how Shor’s Algorithm (which solves the large factoring problem) could be used to break RSA encryption code. }
novembro 19, 2021, 14:0
Publicação
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Orientação
ORIENTADOR
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)
Professor Associado