Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Física, University of Waterloo, Martin Martinez, Eduardo, Maeso García, Héctor, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Física, University of Waterloo, Martin Martinez, Eduardo, and Maeso García, Héctor
L'entrellaçament quàntic contingut en un camp quàntic pot ésser extret acoblant al camp sistemes no relativistes anomenats detectors de partícules, fent servir un protocol conegut com a collita d'entrellaçament (entanglement harvesting). El present treball estudia dues qüestions relacionades amb aquest fenomen: com l’entrellaçament extret (o collit) es veu afectat per mesures, i la seva covariància a ordre dominant en teoria pertorbativa. Resumim els dos estudis per separat. En implementacions experimentals de la collita d'entrellaçament serà necessari fer mesures sobre el camp quàntic durant la preparació de l'experiment. Estudiem com l'entrellaçament extret es veu modificat si es fan mesures sobre el camp. Les mesures es modelen fent servir una teoria de la mesura per camps quàntics basada en detectors de partícules. Per detectors feblement acoblats al camp, identifiquem diferents règims depenent del producte escalar entre l'estat inicial i l'estat final del detector que fa la mesura. En cada règim, trobem que l’entrellaçament extret es veu modificat de forma diferent a ordre dominant en teoria pertorbativa. Addicionalment, donem un mètode per mesurar camps quàntics sense interferir en l'entrellaçament extret a ordre dominant en règims pertorbatius. S'ha demostrat que l'evolució temporal associada a detectors de partícules amb un perfil espacial només és covariant de forma aproximada, en tant que presenta un cert grau de no-covariància de segon ordre en teoria pertorbativa. Aquest és l'ordre dominant de l'entrellaçament quàntic extret. En conseqüència, el formalisme de la collita d'entrellaçament podria no ser covariant a ordre dominant. Demostrem que sí que ho és., El entrelazamiento cuántico contenido en un campo cuántico puede ser extraído acoplando al campo sistemas no relativistas llamados detectores de partículas, usando un protocolo conocido como cosechado de entrelazamiento (entanglement harvesting). El presente trabajo estudia dos cuestiones relacionadas con este fenómeno: cómo el entrelazamiento extraído (o cosechado) se ve afectado por medidas, y su covariancia a orden dominante en teoría de perturbaciones. Resumimos ambos estudios por separado. En implementaciones experimentales del cosechado de entrelazamiento será necesario realizar medidas sobre el campo cuántico durante la preparación del experimento. Estudiamos cómo el entrelazamiento extraído se ve modificado si se realizan medidas sobre el campo. Las medidas se modelan usando una teoría de la medida para campos cuánticos basada en detectores de partículas. Para detectores débilmente acoplados al campo, identificamos diferentes regímenes dependiendo del producto escalar entre el estado inicial y el estado final del detector que hace la medida. En cada régimen, vemos que el entrelazamiento extraído se ve afectado de forma diferente a orden dominante en teoría de perturbaciones. Adicionalmente, damos un método para realizar medidas sobre campos cuánticos sin interferir en el entrelazamiento extraído a orden dominante. Se ha demostrado que la evolución temporal asociada a detectores de partículas con perfil espacial sólo es covariante de forma aproximada, en tanto que presenta un cierto grado de no-covariancia de segundo orden en teoría de perturbaciones. Este es el orden dominante del entrelazamiento cuántico extraído. En consecuencia, el formalismo del cosechado de entrelazamiento podría no ser covariante a orden dominante. Demostramos que sí que lo es., The entanglement structure of a quantum field can be accessed coupling non-relativistic probes, so-called particle detectors, locally to the field, using a phenomenon known as entanglement harvesting. This thesis studies separately two features of entanglement harvesting: how it is affected by measurements, and its covariance at leading order in perturbation theory. We summarize both studies separately. In experimental implementations of entanglement harvesting it might be necessary to perform measurements on the quantum field in the preparation of the setup. We study how the entanglement harvested is modified if the quantum field is measured. The measurement is modelled using a measurement theory for quantum fields based on particle detectors. For weakly coupled particle detectors, we identify different regimes depending on the scalar product between the initial and final states of the detector used to measure the field. In each regime, the entanglement harvested is affected differently at leading order in perturbation theory. Moreover, we provide a method to measure quantum fields without interfering on the entanglement harvested at leading order. The time-evolution associated with spatially smeared particle detectors has been shown to be covariant only in an approximate way, enabling a certain degree of non-covariance at second order in perturbation theory, which is the leading order of the entanglement harvested. One could then naively expect entanglement harvesting to be susceptible to these non-covariance issues at leading order. We show that this is not the case., Outgoing