De cenários de preparação-e-medição para aleatoriedade quântica certificada
informação quântica; prepara-e-mede; aleatoriedade certificada; semi-independente do dispositivo
Cenários do tipo prepara-e-mede oferecem uma estrutura simples e experimentalmente acessível para investigar comportamentos não clássicos. Dentro deste contexto, o objetivo desta dissertação é desenvolver esse formalismo tanto do ponto de vista conceitual quanto técnico. Buscamos definir com maior precisão o que entendemos por aleatoriedade, compreender como ela emerge em cenários prepara-e-mede e, por fim, mostrar como pode ser certificada por meio das chamadas testemunhas de dimensão. O trabalho é desenvolvido no regime semi-independente do dispositivo, no qual não se assume conhecimento detalhado do funcionamento interno dos aparelhos, mas apenas a dimensão do sistema comunicado. Nesse cenário, mostramos como violações de testemunhas de dimensão podem ser convertidas em garantias quantitativas sobre a aleatoriedade gerada. Além de organizar e apresentar os fundamentos desse formalismo, o trabalho também busca conectá-lo às técnicas ópticas de variáveis contínuas já consolidadas experimentalmente. Mostramos que arranjos realistas e relativamente simples, baseados em medições homódinas e deslocamentos, já são suficientes para produzir violações capazes de certificar aleatoriedade quântica, mesmo na presença de perdas e eficiência de detecção finita. O objetivo é mostrar que a geração prática e escalável de aleatoriedade quântica pode ser alcançada em experimentos simples de variáveis contínuas.