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Doctoral Thesis
DOI
Document
Author
Full name
Victor Fernandes Teizen
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2019
Supervisor
Committee
Moussa, Miled Hassan Youssef (President)
Almeida, Norton Gomes de
Brito, Frederico Borges de
Farinas, Paulo Eduardo Fornasari
Roversi, José Antonio
Title in Portuguese
Geração de estados não-clássicos via engenharia dissipativa
Keywords in Portuguese
Engenharia de reservatórios
Engenharia dissipativa
Estados não clássicos
Abstract in Portuguese
A geração e proteção de estados quânticos é fundamental para a mecânica quântica. Usualmente, utilizam-se protocolos de engenharia de estados baseados na aplicação sucessiva de transformações unitárias, cuja performance se torna menos efetiva conforme aumenta-se o número de componentes envolvidos nas transformações (já que transformações unitárias dependem de um elevado número de operações ou transformações com alto grau de fidelidade), além de tornarem-se mais vulneráveis a efeitos de flutuações de parâmetros experimentais, efeitos de desordem, decoerência e ruído. Dentre as possíveis estratégias para gerar estados quânticos, existe a chamada engenharia de interações quânticas, na qual pode-se tanto estudar como alterar a maneira a partir da qual sistemas interagem entre si para produzir um determinado estado estacionário desejado, quanto para investigar propriedades dos estados gerados ao se alterar alguma característica de tal interação. Neste trabalho apresentaremos duas propostas para gerar estados não-clássicos via engenharia de reservatórios (engenharia dissipativa) em dois tipos de sistemas distintos. No primeiro, utilizaremos um sistema optomecânico no qual efetua-se engenharia de dissipação a fim de obter hamiltonianos seletivos com os quais é possível preparar-se estados de Fock sob efeitos dissipativos, no qual mostramos o caráter não clássico dos estados obtidos nos regimes de cavidade altos e baixos fatores de qualidade. No segundo, utilizaremos um sistema de spins na qual podemos obter estados não-clássicos (emaranhados) para um sistema com o número de partículas (N) entre 2 e 12 via engenharia de interações quânticas com caráter coletivo, para obter diversos estados, considerando efeitos dissipativos como dissipações térmicas e defasagem, além de considerar a robustez com relação a flutuações em alguns parâmetros experimentais do modelo.
Title in English
Generation of non-classical states via dissipative engineering
Keywords in English
Dissipative engineering
Nonclassical States
Reservoir engineering
Abstract in English
The generation and protection of quantum states is fundamental to quantum mechanics. Usually, state engineering protocols are used based on the successive application of unitary transformations, whose performance becomes less effective as the number of components involved in the transformations increases (as that depends on a large number of high-fidelity operations), in addition to becoming more vulnerable to the effects of fluctuations of experimental parameters , effects of disorder, decoherence and noise. Among the possible strategies to yield quantum states, there is the so-called quantum interaction engineering, in which one can either study how to change the way in which systems interact with each other to produce a desired steady state, or to investigate properties of the engineered states by changing some characteristic of such interaction. In this work we present a proposal to engineer non-classical states through reservoir engineering (dissipative engineering) in two types of systems. In the first one, we will use an optomechanical system in which dissipative engineering is carried out in order to obtain selective Hamiltonians with whom it is possible to prepare Fock states under dissipative effects, in which we show the non-classical character of the states obtained in the good and bad cavity regimes.. In the second, we will use a spin chain system in which we can obtain non-classical (entangled) states for a system with the number of particles (N) between 2 and 12 via quantum interaction engineering with collective character, to obtain several states, taking into account dissipative effects such as thermal dissipation and dephasing, and showing the robustness in relation to fluctuations in some experimental parameters of the model.
 
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Publishing Date
2019-06-12
 
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