Wireless Microwave Quantum Communication

Abstract

Esta Tesis explora los límites en la aplicación de microondas cuánticas propagantes para comunicación y sensórica cuántica, así como el diseño de nuevos aparatos y protocolos para combatir estas limitaciones.Nos servimos de estados cuánticos Gaussianos para teleportación cuántica e iluminación cuántica, y estudiamos cómo mejorar estos protocolos utilizando destilación de entrelazamiento y purificación parcial, respectivamente. La Tesis se centra en la distribución de entrelazamiento por el aire, y sigue los pasos de generación de estados dentro de un criostato, adaptación de impedancias entre el criostato y elaire con una nueva generación de antenas coplanares, y propagación por el aire, en el marco actual de las tecnologías de microondas. También tratamos las dificultades producidas por pérdidas y medidas ineficientes, y exploramos una extensión hacia comunicación cuántica entre satélites, donde analizamos los efectos de la difracción y las turbulencias, especialmente cómo estas últimas afectan a las señales en el rango óptico. Concluimos con el estudio de la teleportación de información cuántica en una red de área local cuántica. En resumen, esta Tesis contribuye al desarrollo de la comunicación inalámbrica con microondas en el régimen de microondas, estudiando sus limitaciones y cómo vencerlas. Aun así, aún se trata de una tecnología emergente, y queda mucho trabajo por hacer para que llegue a ser competitiva.