Direcionamento EPR e irrealismo em estados puros

Abstract

Resumo: Direcionamento EPR ou EPR steering e um recurso quantico relacionado a possibilidade de, a partir de dois subsistemas A e B emaranhados, e em conjunto com comunicacao classica, colapsar o subsistema B para diferentes subestados condicionados a distintas escolhas de medicoes no subsistema A. Equivalentemente, a probabilidade conjunta para um estado EPR direcionavel pode ser expressa como a soma convexa de probabilidades fatoraveis sendo uma das probabilidades marginais compativel com a teoria quantica e a outra uma distribuicao de probabilidade generica. No contexto de variaveis continuas, existem duas principais medidas de direcionamento EPR na literatura, a primeira baseada na violacao do principio de incerteza para observaveis do subsistema B inferidos com base na escolha dos observaveis medidos no subsistema A, e o segundo baseado em funcoes entropicas. Apesar de emaranhamento garantir direcionamento EPR para todo estado puro, ambos os criterios supracitados falham em detectar tal aspecto nao local para certos estados puros emaranhados. O objetivo deste trabalho e investigar uma descricao realista em uma das partes de sistemas puros bipartidos, recobrando assim a nocao de direcionamento EPR, e tambem desenvolver uma medida de direcionamento EPR baseada em realismo e fundamentadas em valores esperados que seja mais eficaz que os criterios conhecidos na literatura para variaveis continuas. Para o desenvolvimento deste criterio, consideramos elementos de realidade associados ao par canonico (q, p), o que e implementado por projetores construidos a partir de estados coerentes bosonicos. Aplicando o criterio baseado em realismo para o estudo de diversos estados puros emaranhados, verificamos que ele sempre acusa direcionamento EPR quando o estado e nao separavel, inclusive em regimes nos quais os criterios existentes falham. Palavras-chave: Direcionamento EPR, emaranhamento, irrealismo.

Abstract: EPR steering is a quantum resource related to the possibility of using two entangled subsystems A and B, along with classical communication, to collapse the B subsystem to different substates conditioned to distinct choices of measurements in the A subsystem. Equivalently, the joint probability of a steerable state can be written as the convex sum of separable probabilities, where one of the marginal probabilities is compatible with the quantum theory and the other is a generic probability distribution. There are two main criteria for detection of steering for continuous variables: the first is set up on the violation of the uncertainty principle for observables of the B subsystem inferred from observables measured on the A subsystem, and the second is centered on entropic functions. Even though entanglement guarantees steering for any pure state, both aforementioned criteria fail to identify such non local aspect for some entangled pure states. The goal of this work is to investigate a realism based description for one of the subsystems of pure bipartite states, and, as a result, to recover the notion of steering, and also to develop a measure of steering, based on a hypothesis of realism and constructed upon expected values, that is more effective that the known criteria for continuous variables. In order to do so, we consider elements of reality associated to the canonical pair (q, p) and implemented by projectors built upon bosonic coherent states. Applying the realism based criterion for the study of several pure entangled states, we see that it always reveals steering when the state is not separable, even when the existing criteria do not. Keywords: Steering, entanglement, irrealism.