Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
FÍSICA (33144010001P7)
Estudo do desacoplamento dinâmico de sistemas quânticos em cenários físicos variados
WALLACE SANTOS TEIXEIRA
DISSERTAÇÃO
19/09/2017

Decoerˆencia tem sido um dos principais obst´aculos contra o desenvolvimento de computac¸ ˜ao quˆantica em larga escala, uma vez que sistemas quˆanticos s˜ao facilmente perturbados por sua interac¸ ˜ao com ambiente. Em virtude disso, muito tem-se avanc¸ado nesse campo de pesquisa e m´etodos para o combate de decoerˆencia tamb´em tem sido implementados com sucesso. Nesse trabalho focamos em uma dessas t´ecnicas, conhecida como desacoplamento dinˆamico, e que consiste na aplicac¸ ˜ao conveniente de pulsos eletromagn´eticos ao sistema para a reduc¸ ˜ao do termo de interac¸ ˜ao na dinˆamica. Para esse estudo, temos como arcabouc¸os te´oricos os modelos spin-b´oson sem tunelamento e Jaynes-Cummings no regime dispersivo, ambos com soluc¸ ˜oes anal´ıticas e notoriamente conhecidos na literatura por, dentre outras coisas, descreverem decoerˆencia em computadores quˆanticos e a interac¸ ˜ao da radiac¸ ˜ao com a mat´eria. Diante disso, dividimos nossos resultados em trˆes partes. Na primeira, no contexto do modelo spin-b´oson, investigamos as mudanc¸as causadas no fator de decoerˆencia do qubit com o uso de diferentes densidades espectrais e erros de temporizac¸ ˜ao nos pulsos do desacoplamento dinˆamico. Na segunda, unimos ambos os modelos para propor a preservac¸ ˜ao de emaranhamento entre qubit-modo bosˆonico quando o qubit ´e submetido `a decoerˆencia. Por fim, na terceira parte usamos uma abordagem “bottom-up” para a construc¸ ˜ao de reservat´orio dispersivo para o qubit, com o intuito de caracterizar a evoluc¸ ˜ao das coerˆencias do qubit e a influˆencia do desacoplamento dinˆamico neste cen´ario.

informação quântica;decoerência;desacoplamento dinâmico;sistemas quânticos abertos
Decoherence has been one of the major obstacles against the development of large-scale quantum computing, since quantum systems are easily perturbed by their interaction with the environment. Consequently, much has been advanced in this field of research and methods for tackling decoherence have also been successfully implemented. In this work we focus on one of these techniques, known as dynamical decoupling, which consists of the convenient application of electromagnetic pulses to the system in order to reduce the influence of the interaction term in the dynamics. For this study, we have as theoretical frameworks the spin-boson without tunneling and the dispersive Jaynes-Cummings models, both with analytical solutions and wellknown in the literature for the description of decoherence in quantum computers and the interaction of radiation with matter. Given this, we divided our results into three parts. In the first, we investigated the changes caused to the qubit decoherence factor by the use of different spectral densities and timing errors in the dynamical decoupling pulse sequences in the context of the spin-boson model. In the second, we join both models to propose the preservation of entanglement between qubit and bosonic mode when the qubit is subjected to decoherence. Finally, in the third part we use a bottom-up approach to construct a dispersive reservoir for the qubit, in order to characterize the time-evolution of qubit coherence and the influence of dynamical decoupling in this scenario.
quantum information;decoherence;dynamical decoupling;open quantum systems
1
103
PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

FÍSICA
-
-

Banca Examinadora

FERNANDO LUIS DA SILVA SEMIAO
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
LUCIANO SOARES DA CRUZ Docente - COLABORADOR
FREDERICO BORGES DE BRITO Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 19
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 5

Vínculo

-
-
-
Não