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Type: TCC
Title: Computação quântica: portas reversíveis fotônicas para obtenção de funções lógicas e portas controladas para qubits de estados coerentes
Authors: Gomes, Orleans Cardoso Viana
Advisor: Silva, João Batista Rosa
Keywords in Brazilian Portuguese : Portas reversíveis;Óptica linear;Estados coerentes;C-NOT;Funções lógicas
Keywords in English : Reversible gates;Linear optics;Coherent states;C-NOT;Logic functions
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
Issue Date: 2025
Citation: GOMES, Orleans Cardoso Viana. Computação quântica: portas reversíveis fotônicas para obtenção de funções lógicas e portas controladas para qubits de estados coerentes. 2026. 54 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Telecomunicações) — Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Abstract in Brazilian Portuguese: Acomputação quântica, uma abordagem baseada na mecânica quântica, permite o processamentode informações de forma significativamente mais rápida em comparação à computação clássica.Enquanto a computação clássica armazena informações em bits, que podem estar em um estadode 0 ou 1, a computação quântica utiliza qubits, que podem estar em uma superposição deambos os estados simultaneamente, permitindo realizar cálculos muito mais rapidamente do queseria possível com computadores clássicos. Entre as várias tecnologias empregadas atualmentepara construção de um computador quântico, as que usam fotônica é uma das tecnologias maispromissoras na área. Assim, esse trabalho apresenta um estudo teórico e numérico de duasportas reversíveis propostas, C1 e C2, para três qubits de estados coerentes e um sistema ópticopara implementá-las probabilisticamente. As portas reversíveis propostas diferem apenas naterceira saída. Já o sistema óptico proposto que manipula feixes de luz, usa divisores de feixesbalanceados, deslocadores de fase e fotodetectores. Este sistema é capaz de realizar funçõeslógicas (AND, OR,NANDe/ouNOR)paradoisqubits, simultaneamente, comumaprobabilidadede sucesso de até 1/8 e uma fidelidade superior a 90%. E as portasC1 eC2 podem ser cascateadaspara gerar a porta C-NOT (e ¯C-NOT) com uma probabilidade de até 1/64. Portanto, o sistemaóptico apresentado oferece flexibilidade e viabilidade para a implementação de operações lógicasreversíveis, com potencial aplicação na computação quântica e no processamento de informações.
Abstract: Quantum computing, an approach based on quantum mechanics, enables information processingsignificantly faster compared to classical computing. While classical computing stores information in bits, which can be in either a 0 or 1 state, quantum computing uses qubits, whichcan be in a superposition of both states simultaneously, allowing calculations to be performedmuch faster than would be possible with classical computers. Among the various technologiescurrently employed in building a quantum computer, photonics-based technology is one ofthe most promising in the field. Thus, this work presents a theoretical and numerical study oftwo novel reversible gates (C1 and C2) for three coherent state qubits and an optical system toprobabilistically implement them. The proposed reversible gates differ only in the third output.The proposed optical system, which manipulates light beams, uses balanced beam splitters, phaseshifters, and photodetectors. This system can perform logical functions (AND, OR, NAND,and/or NOR) for two qubits simultaneously, with a success probability of up to 1/8 and a fidelityof over 90%. TheC1 andC2 gates can be cascaded to generate the C-NOT (and ¯C-NOT) gatewith a probability of up to 1/64. Therefore, the optical system presented offers flexibility andfeasibility for implementing reversible logical operations, with potential applications in quantumcomputing and information processing.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/87062
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/5673958693401527
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4004-0926
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/7148636278106663
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:ENGENHARIA DE TELECOMUNICAÇÕES - Monografias

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