Resource characterisation of quantum entanglement and nonlocality in multipartite settings

Abstract

Quantum technologies are enjoying an unprecedented popularity, and some applicationsare already in the market. This thesis studies two phenomena that are behind a lot ofquantum technologies: entanglement and nonlocality. We focus on multipartite systems,and ask what con gurations of those systems are more useful than others. `Usefulness'takes on dierent meanings depending on the context, but, roughly speaking, we aim formore entanglement or more nonlocality.Chapter 2 is motivated by an important issue with traditional resource theories ofmultipartite entanglement: they give rise to isolated states and inequivalent forms ofentanglement. We propose two new resource theories that do not give rise to theseproblems: the resource theory of non-full-separability under full separability-preservingoperations, and the resource theory of genuine multipartite entanglement (GME) underbiseparability-preserving operations. Further, the latter theory gives rise to a uniquemaximally GME state...

Las tecnologías cuánticas gozan actualmente de una popularidad sin precedentes, y ya tienen aplicaciones en el mercado. Esta tesis estudia dos fenómenos que están detrás de muchas de estas tecnologías: el entrelazamiento y la no localidad. Nos centramos en sistemas multipartitos, y tratamos de averiguar qué configuraciones de estos sistemas son mas útiles. La noción de utilidad varía según el contexto pero, en términos generales, aspiramos a conseguir más entrelazamiento o más no localidad. El capítulo 2 viene motivado por un problema importante en las teorías de recursos de entrelazamiento multipartito tradicionales: dan lugar a estados aislados y a formas de entrelazamiento no equivalentes. En este capítulo proponemos dos nuevas teorías de recursos que no generan estos problemas: la teoría de recursos de no-separabilidad completa bajo operaciones que preservan separabilidad completa, y la teoría de recursos de entrelazamiento multipartito genuino (GME, por sus siglas en ingles) bajo operaciones que preservan biseparabilidad. Además, esta ultima teoría da lugar a un estado maximamente GME único...