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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/14250
Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Título: | Transferência de estados quânticos em redes desordenadas |
Autor(es): | Cavalcante, Ronald Santos |
Primeiro Orientador: | Almeida, Guilherme Martins Alves de |
metadata.dc.contributor.referee1: | Moura, Francisco Anacleto Barros Fidelis de |
metadata.dc.contributor.referee2: | Carvalho, Alexandre Manoel de Morais |
Resumo: | Vivemos em uma era de rápidos avanços tecnológicos, onde a incessante busca por inovações nos permite vislumbrar maneiras de aprimorar a capacidade de processar e armazenar informações. Diante da limitação dos computadores clássicos para resolver problemas complexos, surge a necessidade dos computadores quânticos, mais eficientes e viáveis para cálculos mais complexos. Este trabalho adota a abordagem de usar redes de spin como canais quânticos, uma proposta relevante na computação quântica. Inicialmente, analisamos redes de spins cristalinas, observando que, à medida que o tamanho da rede aumenta, a probabilidade e a fidelidade diminuem, tornando esse sistema inviável para a transmissão quântica em redes curtas. Introduzimos um protocolo com hopping g < J nas bordas da rede, analisando os regimes de g ≪ J e g ≲ J. Para g ≪ J, o sistema se comporta como um sistema de dois níveis devido a subespaços gerados entre o emissor e o receptor, enquanto para g ≲ J, observamos um comportamento balístico semelhante ao movimento de um projétil, onde a informação enviada percorre toda a rede até chegar ao receptor. A eficiência desses regimes na "velocidade de transmissão de informação" também foi avaliada. Analisamos também o comportamento da rede com desordem local correlacionada, observando efeitos interessantes. A QST é de péssima qualidade para desordem aleatória (α = 0), melhora conforme aumentamos a correlação envolvida no sistema. Concluímos que a correlação na desordem torna o sistema mais robusto, resultando em melhor qualidade da QST. Permitir essa indução de desordem pode ser mais interessante e viável do que projetar cadeias altamente específicas, tornando mais complexa a implementação em computadores quânticos. Este trabalho busca incentivar a procura por protocolos de comunicação quântica em cadeias de spins desordenadas, promovendo o avanço dessa tecnologia inovadora. |
Abstract: | We live in an era of rapid technological advances, where the relentless pursuit of innovations allows us to envision ways to enhance the capacity for processing and storing information. Faced with the limitations of current classical computers in solving complex problems, the need for quantum computers arises, offering greater efficiency and viability for more intricate calculations. This work adopts the approach of using spin networks as quantum channels, a relevant proposal in quantum computing. Initially, we analyze crystalline spin networks, observing that as the network size increases, both probability and fidelity decrease, rendering the system impractical for quantum transmission in short-range networks. We introduce a protocol with hopping g < J at the network edges, analyzing the regimes of g ≪ J and g ≲ J. For g ≪ J, the system behaves like a two-level system due to subspaces generated between the emitter and the receiver. For g ≲ J, we observe a ballistic behavior similar to projectile motion, where the transmitted information travels across the entire network to reach the receiver. The efficiency of these regimes in the "information transmission speed"was also assessed. We also analyze the behavior of the network with correlated local disorder, observing interesting effects. Quantum State Transfer (QST) is of poor quality for random disorder (α = 0) but improves as we increase the correlation involved in the system. We conclude that correlation in disorder makes the system more robust, resulting in better QST quality. Allowing the induction of disorder may be more interesting and feasible than designing highly specific chains, making implementation in quantum computers more complex. This work seeks to encourage the search for quantum communication protocols in disordered spin chains, promoting the advancement of this innovative technology. |
Palavras-chave: | Computação quântica Informação quântica Transferência de estados quânticos Cadeias de Spin - Desordem Força e energia - Correlação Quantum Computing Quantum Information Quantum State Transfer Spin Chains Disorder Correlation |
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: | CAVALCANTE, Ronald Santos. Transferência de estados quânticos em redes desordenadas. 2024. 54 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Física) – Instituto de Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2024. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/14250 |
Data do documento: | 20-fev-2024 |
Aparece nas coleções: | Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - FÍSICA - IF |
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