Teleportasi Kuantum Siklik Simetri Dan Asimetri Dengan Pengontrol Melalui Kanal Terbelit GHZ

Rahmawati, Rafika (2023) Teleportasi Kuantum Siklik Simetri Dan Asimetri Dengan Pengontrol Melalui Kanal Terbelit GHZ. Doctoral thesis, Insitut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 01111860010005_Dissertation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2025. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Teleportasi kuantum telah dikembangkan sejak tahun 1993 baik dari bidang Teoritis maupun eksperimen. Teleportasi kuantum memungkinkan seseorang untuk mengirimkan informasi dari jarak jauh tanpa adanya kontak fisik secara kuantum dengan melibatkan keadaan terbelit. Kanal yang berupa keadaan terbelit yang pertama kali disusun adalah keadaan EPR 2-qubit atau yang selanjutnya disebut sebagai Bell-state. Pada awalnya, Bennett melakukan pengiriman keadaan 1-qubit dengan kanal keadaan EPR dari Alice ke Bob yang berada di tempat yang jauh. Selanjutnya teleportasi kuantum dikembangkan hingga pengiriman N-qubit dalam berbagai protokol. Perkembangan N-qubit memerikan konsekuensi adanya kajian lebih lanjut mengenai keterbelitan kanal kuantum. Salah satunya adalah analisa pola keterbelitan kanal dengan menentukan rank matriks dari matriks kerapatan tereduksi. Pada disertasi ini, penulis menawarkan metode sederhana untuk menentukan pola keterbelitan keadaan kuantum. Pola tersebut lebih lanjut dianalisis untuk didapatkan formula yang lebih praktis untuk teleportassi kuantum. Pola keterbelitan dapat diketahui dari matriks kanal kerapatan tereduksi. Pada terbelit 6-qubit dengan pola AD-BE-CF, ditemukan bahwa qubit A dan D dihubungkan oleh operator uniter. Demikian pula dengan qubit B dengan E, serta qubit C dengan F. Dengan demikian, pola keterbelitan dapat disusun dari perumusan sederhana yang menghubungkan qubit – qubit dengan operator uniter. Untuk dapat dibangun dengan sirkuit kuantum, keadaan terbelit yang terbentuk disederhanakan menjadi keadaan GHZ. Selanjunya dirumuskan formulasi penyusunan keadaan terbelit untuk diterapkan dalam protokol teleportasi kuantum dalam hal ini teleportasi kuantum siklik dengan pengontrol. Protokol dalam disertasi ini berhasil mengirimkan keadaan yang diinginkan kepada penerima dengan persetujuan pengontrol Setiap penerima tidak dapat membangun kembali keadaan yang dikirimkan tanpa bantuan dari pengontrol. Selain itu, dalam penelitian ini tidak ditemukan adanya perbedaan tingkat beban kerja dari setiap pengontrol. Dengan demikian, protocol ini dapat menjadi alternative baru pengiriman secara siklik dengan pengontrol yang optimal. Nilai efisiensi yang diperoleh adalah 16,7% untuk kasus pengiriman 1-qubit, dan 28,56% untuk pengiriman 2-qubit dan asimetrik 1-2-3-qubit. Pada kasus asimetrik, peneliti menerapkan operator Toffoli untuk melakukan penyederhanaan dan terbukti dapat meningkatkan efisiensi intrinsik teleportasi kuantum. Hasil yang diperoleh juga dibandingkan dengan penelitian terdahulu dan diketahui nilai penelitian ini tidak memiliki perbedaan yang signifikan namun didapatkan dengan langkah yang sederhana.
==============================================================================================================================
Quantum teleportation has been developed since 1993 both from the theoretical and experimental fields. Quantum teleportation allows someone to transmit information remotely without any physical quantum contact involving entanglement. The channel which is an entangled state that was first applied is the 2-qubit EPR state or hereinafter referred to as the Bell-state. Initially, Bennett transmits a 1-qubit state via an EPR state channel from Alice to Bob, who is far away. Furthermore, quantum teleportation was developed to send N-qubits in various protocols. The development of the N-qubit is a consequence of further studies regarding the entanglement of quantum channels. One of them is analyzing the channel entanglement pattern by determining the matrix rank of the reduced density matrix. In this dissertation, the author offers a simple method to determine the entanglement patterns of quantum states. This pattern is further analyzed to obtain a more practical formula for quantum teleportation channel. The entanglement pattern can be known from the reduced density channel matrix. In case 6-qubit entanglement with the AD-BE-CF pattern, it is found that the A and D qubits are connected by a unitary operator. Likewise with qubits B with E, and qubits C with F with rank = 1. Thus, entanglement patterns can be compiled from a simple formulation that connects qubits with unitary operators. To be able to build with quantum circuits, the entangled state that is formed is simplified to a GHZ state. Next, the formulation of the arrangement of entangled states is formulated to be applied in the quantum teleportation protocol, in this case, the cyclic quantum teleportation with a controller for each participant. The protocol in this dissertation successfully sends the desired state to the recipient with optimal controller performance. Any receiver cannot rebuild the state it was sent without help from the controller. In addition, in this study there was no difference in the level of workload of each controller. Thus, this protocol can be a new alternative for cyclic delivery with optimal controller performance. The efficiency values obtained are 16.7% for the case of 1-qubit transmission, and 28.56% for 2-qubit and 1-2-3-qubit asymmetric transmission. In the asymmetric case, researchers apply the Tofolli operator to simplify and it is proven to increase the intrinsic efficiency of quantum teleportation. The results obtained were also compared with previous research and it was found that the value of this study did not have a significant difference but was obtained with simple steps.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	keadaan terbelit, pengontrol, teleportasi kuantum siklik, simetri, asimetri, entangled state, controller, cyclic quantum teleportation, symmetry, asymmetry
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC174.17.Q38 Quantum teleportation
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Rafika Rahmawati
Date Deposited:	05 Jan 2023 02:24
Last Modified:	05 Jan 2023 02:25
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/95323

Actions (login required)

View Item