00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - IF Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - FÍSICA - IF
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Caminhadas quânticas em tempo discreto sob influência de ruído correlacionado
Título(s) alternativo(s): Discrete-time quantum walks under the influence of correlated noise
Autor(es): Tenório, Nicolas Cezar do Amaral Lima
Primeiro Orientador: Dias, Wandearley da Silva
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Silva, Anderson Rafael Correia Buarque da
metadata.dc.contributor.referee1: Gléria, Iram Marcelo
metadata.dc.contributor.referee2: Moura, Francisco Anacleto Barros Fidelis de
Resumo: Caminhadas quânticas em uma rede têm sido apontados como uma plataforma poderosa para o desenvolvimento de algoritmos quânticos, oferecendo um quadro versátil e intuitivo para a execução de qualquer cálculo quântico. Além disso, as caminhadas quânticas têm se mostrado testes ideais para investigar e explorar sistemas quânticos. Consequentemente, o design e o controle de processos quânticos para dinâmicas de longo prazo representam um desafio fundamental que exige uma compreensão aprofundada. A presença de ruídos quânticos representa um obstáculo significativo para melhorar o desempenho da computação quântica, pois podem perturbar um elemento crucial: o frágil estado quântico dos qubits. Estudos anteriores demonstraram que o ruído estocástico pode induzir a localização do caminhante ou o comportamento difusivo, dependendo se o ruído é espacial ou temporal por natureza. Aqui, estudamos como as caminhadas quânticas discretas se comportam sob ruídos correlacionados de curto alcance com uma dependência temporal. Ao considerar o ruído como uma fonte de inomogeneidade nos portões quânticos, introduzimos uma relaxação primitiva na suposição de ruído estocástico não correlacionado: correlações binárias que se manifestam na distribuição aleatória. As propriedades de transporte para regimes de ruído temporal foi examinada, levando em consideração diferentes portões quânticos. Para inomogeneidades temporais, mostramos que as correlações de ruído levam os passeios quânticos para o regime superdifusivo. Nesse cenário, observa-se um desempenho interessante, no qual o expoente se modifica para o regime difusivo exibido quando o ruído é aleatório e não correlacionado. No entanto, os resultados indicam que alguns portões quânticos são insensíveis às correlações. Os resultados e discussões nos ajudam a compreender o mecanismo subjacente as caminhadas quânticas superdifusivas, incluindo aqueles com inomogeneidades aperiódicas determinísticas.
Abstract: Quantum walks on a lattice have been indicated as a powerful platform for the development of quantum algorithms, offering a versatile and intuitive frame- work for executing any quantum computations. Furthermore, quantum walks have been shown ideal testbeds for investigating and exploring quantum systems. Consequently, the design and control of quantum processes for long-time dynamics represent a fundamental challenge that demands a thorough comprehension. The presence of quantum noises poses a significant obstacle to enhancing the performance of quantum computing, as they can disrupt a crucial element: the fragile quantum state of qubits. Prior studies have demonstrated that stochastic noise can induce either walker localization or diffusive behavior, depending on whether the noise is spatial or temporal in nature. Here, we study how discrete- time quatum walks behave under short-range correlated noise. By considering noise as a source of inhomogeneity of quantum gates, we introduce a primitive relaxation in the uncorrelated stochastic noise assuption: binary pair correla- tions manifesting in the random distribution. The transport properties for both spatial and temporal noise regimes were examined, taking into account different quantum gates. For spatial inhomogeneities, we show noise correlations driving quantum walks from the well-known exponentially localized regime (stochastic and uncorrelated noise) to superdiffusive spreading. This scenario display an interesting performance, in which the superdiffusive exponent is almost invariant to the inhomogeneity degree. Both the time-asymptotic regime and the finite-size scaling unveilan emergent superdiffusive behavior also for quantum walks undergoing temporal noise correlation, replacing the diffusive regime ex- hibited when noise is random and uncorrelated. However, results report some quantum gates insensitive to correlations, contrasting with the spatial noise scenario. Outcomes and discussions help us understand the underlying mechanism behind superdiffusive quantum walks, including those with deterministic aperiodic inhomogeneities.
Palavras-chave: Ruído
Desordem
Correlação (Estatística)
Superdifusivo
Noise
Disorder
Correlation
Superdifusivity
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Física - Bacharelado
Citação: TENORIO, Nicolas Cezar do Amaral Lima. Caminhadas quânticas em tempo discreto sob influência de ruído correlacionado. 2024. 44 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Física) – Instituto de Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/13432
Data do documento: 10-nov-2023
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