Dinámica de entrelazamiento en sistemas cuanticos abiertos: un enfoque desde las trayectorias cuánticas / Entanglement Dynamics in Open Systems: A quantum trajectory approach

Abstract

Usamos las trayectorias cuánticas para analizar los efectos de la de coherencia en la dinámica del entrelazamiento de sistemas abiertos y probamos este enfoque desde varias perspectivas. Estudiamos la dinámica de concurrencia para sistemas 2 x 2 acoplados de diferentes maneras a canales térmicos, desfazantes y despolarizantes. En casos específicos probamos que la evolución temporal del entrelazamiento bipartito bajo emisión espontánea puede caracterizarse completamente por un monitoreo óptimo continuo del sistema. Analíticamente, determinamos dicho deshilamiento óptimo y derivamos una ecuación de evolución determinista para la concurrencia del sistema. Además propusimos un experimento para monitorear la dinámica del entrelazamiento y determinar el tiempo de desentrelazamiento a partir de una sola trayectoria. Usamos entrelazamiento de formación y concurrencia de asistencia para explorar también las posibilidades que este enfoque tiene en la preparación y control de ensambles con mínima varianza o máximo valor promedio de entrelazamiento. Encontramos casos específicos con deshilamientos independientes del tiempo que protegen el entrelazamiento especialmente para estados máximamente entrelazados, aún bajo los efectos de ambientes ruidosos. / Abstract. We use quantum di�usive trajectories to analyze the e�ects of decoherence in the entanglement dynamics of open quantum systems and test this approach from various perspectives. We study the dynamics of concurrence for 2 x 2 systems coupled in di�erent ways to thermal, dephasing and depolarizing channels. In speci�c cases we prove that the time evolution of bipartite entanglement under spontaneous emission can be fully characterized by an optimal continuous monitoring of the system. We analytically determine this optimal unraveling, and derive a deterministic evolution equation for the system's concurrence. Furthermore, we propose an experiment to monitor the entanglement dynamics, and to determine the disentanglement time from a single trajectory. We use entanglement of formation and concurrence of assistance to also explore the possibilities this approach has in the preparation and control of ensembles with small variance or of states with high values of entanglement. We �nd speci�c cases with time independent unravellings that protect entanglement, specially for maximally entangled states, even under noisy environments.