• Portal do Governo Brasileiro

Plataforma Sucupira

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
FÍSICA (33144010001P7)
Educação Presencial
Transferência e controle de energia em sistemas quânticos abertos
IVAN MEDINA
TESE
24/09/2021

Esta tese se enquadra em um contexto com relevˆancia multidisciplinar, onde modelos usando sistemas de dois n´ıveis s˜ao propostos no ˆambito de transferˆencia e controle de energia em sistemas quˆanticos abertos. Al´em disso, mostramos que aspectos n˜ao-cl´assicos, como coerˆencia e invasividade quˆantica, s˜ao fundamentais no tratamento desses modelos. Come¸camos introduzindo as ferramentas b´asicas para a compreens˜ao dos nossos modelos, que s˜ao a descri¸c˜ao de sistemas quˆanticos abertos via canais quˆanticos e equa¸c˜oes mestras de Lindblad e maneiras de se caracterizar n˜ao-classicalidade em tais sistemas. Em seguida, no primeiro modelo que propomos, tratamos do controle de popula¸c˜oes, via pulso eletromagn´etico, em um sistema de dois n´ıveis na presen¸ca de um ambiente que causa dephasing e dissipa¸c˜ao t´ermica. Para obter a forma anal´ıtica do pulso, usamos uma abordagem espec´ıfica chamada de engenharia-reversa, caracterizada pela imposi¸c˜ao de v´ınculos na dinˆamica do sistema. Mostramos ent˜ao como o ambiente afeta o controle do sistema e quais os limites para tal controle em fun¸c˜ao dos parˆametros que caracterizam o ambiente. Al´em disso, mostramos que a coerˆencia do sistema desempenha um papel importante na determina¸c˜ao destes limites. Para ilustrar nossos resultados, usamos como exemplo o problema de migra¸c˜ao de cargas em uma mol´ecula espec´ıfica. Os resultados referentes a este trabalho foram publicados em [2]. No segundo modelo, propomos uma maneira de investigar como n˜ao-classicalidade se manifesta e qual papel ela desempenha em um pro- blema de transporte de energia. Esse modelo consiste em uma cadeia de sistemas de dois níveis acoplados, onde estudamos como uma ´unica excita¸c˜ao se propaga pela cadeia. Definimos um cen´ario quˆantico e um cen´ario cl´assico usando modelos de acoplamentos coerentes e incoerentes, respectivamente, entre os sistemas de dois n´ıveis. Com a compara¸c˜ao desses dois cen´arios somos capazes de caracterizar o papel da coerˆencia e da invasividade quˆantica na eficiˆencia do transporte de energia. Os resultados referentes a este segundo trabalho encontram-se publicados em [3]. Terminamos esta tese apresentando as conclus˜oes gerais das nossas contribui¸c˜oes e discutindo alguns poss´ıveis desdobramentos dos nossos resultados.

Sistemas quânticos abertos;controle quântico;transporte quântico;coerência quântica;invasividade quântica
This thesis fits into a context with multidisciplinary relevance, where models using two-level systems are proposed in the scope of energy control and transport in open quantum systems. Furthermore, we show that non-classical aspects, such as quantum coherence and invasiveness, are fundamental in the treatment of these models. We start by introducing the basic tools for understanding our models, which are the description of open quantum systems via quantum channels and Lindblad master equations and ways to characterize non-classicality in such systems. Then, in the first model we consider the problem of population control via electromagnetic pulses of a two-level system interacting with an environment, which causes dephasing and thermal dissipation. To obtain the analytic form of the pulse we use a specific approach called reverse-engineering. This approach is characterized by imposing constraints on system dynamics. We show how the environment affects the control of the system and what are the limits for such control depending on the parameters that characterize the environment. Furthermore, we show that the system coherence plays an important role in determining these limits. To illustrate our results, we use the problem of charge migration in a specific molecule as an example. The results referring to this work were published in [2]. In the second model, we propose a way to investigate how non-classicality manifests itself and what role it plays in an energy transport problem. This model consists of a chain of coupled two-level systems, where we study how a single excitation propagates through the chain. We define a quantum scenario and a classical scenario using coherent and incoherent couplings between the two-level systems, respectively. By comparing these two scenarios we are able to characterize the role of quantum coherence and invasiveness in energy transport efficiency. The results for this second work are published in [3]. We end this thesis by presenting the general conclusions of our contributions and discussing some possible consequences of our results.
Open quantum systems;quantum control;quantum transport;quantum coherence;quantum invasiviness
1
120
PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada
FIS-2021 - Ivan Medina.pdf

Contexto

FÍSICA
INFORMAÇÃO QUÂNTICA
-

Banca Examinadora

FERNANDO LUIS DA SILVA SEMIAO
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
FERNANDO ANTONIO NAZARETH NICACIO Participante Externo
ANTONIO SERGIO MAGALHAES DE CASTRO Participante Externo
BRENO MARQUES GONCALVES TEIXEIRA Docente - PERMANENTE
FAGNER MURUCI DE PAULA Participante Externo
FERNANDO LUIS DA SILVA SEMIAO Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 8
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 40

Vínculo

-
-
-
Sim
Plataforma Sucupira
Capes UFRN RNP
  • Compatibilidade
  • . . .
  • Versão do sistema: 3.87.7
  • Copyright 2022 Capes. Todos os direitos reservados.

Nós usamos cookies para melhorar sua experiência de navegação no portal. Ao utilizar o gov.br, você concorda com a política de monitoramento de cookies. Para ter mais informações sobre como isso é feito, acesse Política de cookies.Se você concorda, clique em ACEITO.

Politica de Cookies

O que são cookies?

Cookies são arquivos salvos em seu computador, tablet ou telefone quando você visita um site.Usamos os cookies necessários para fazer o site funcionar da melhor forma possível e sempre aprimorar os nossos serviços. Alguns cookies são classificados como necessários e permitem a funcionalidade central, como segurança, gerenciamento de rede e acessibilidade. Estes cookies podem ser coletados e armazenados assim que você inicia sua navegação ou quando usa algum recurso que os requer.

Cookies Primários

Alguns cookies serão colocados em seu dispositivo diretamente pelo nosso site - são conhecidos como cookies primários. Eles são essenciais para você navegar no site e usar seus recursos.
Temporários
Nós utilizamos cookies de sessão. Eles são temporários e expiram quando você fecha o navegador ou quando a sessão termina.
Finalidade
Estabelecer controle de idioma e segurança ao tempo da sessão.

Cookies de Terceiros

Outros cookies são colocados no seu dispositivo não pelo site que você está visitando, mas por terceiros, como, por exemplo, os sistemas analíticos.
Temporários
Nós utilizamos cookies de sessão. Eles são temporários e expiram quando você fecha o navegador ou quando a sessão termina.
Finalidade
Coletam informações sobre como você usa o site, como as páginas que você visitou e os links em que clicou. Nenhuma dessas informações pode ser usada para identificá-lo. Seu único objetivo é possibilitar análises e melhorar as funções do site.

Você pode desabilitá-los alterando as configurações do seu navegador, mas saiba que isso pode afetar o funcionamento do site.

Chrome

Firefox

Microsoft Edge

Internet Explorer