Evoluções super-adiabáticas e aspectos quânticos em termodinâmica fora do equilíbrio

Resumo

A termodinâmica tem sido essencial para o desenvolvimento de grandes máquinas e aparatos tecnológicos. A maioria desses grandes avanços foram propostos no âmbito da mecânica clássica com o intuito de entender processos macroscópicos. Com a crescente capacidade para controlar e manipular dispositivos em escalas nanométrica e em regime quântico, é interessante nos questionarmos sobre as possíveis limitações impostas pela termodinâmica nestes contextos. Esta ideia de extrapolar os conceitos da termodinâmica no mundo quântico, para além do equilíbrio, tem atraído muita atenção, devido as grandes repercussões que poderia ter no desenvolvimento de novas tecnologias quânticas, incluindo processamento de informação. Esta é uma tendência bastante recente que conta ainda com poucos resultados. É neste contexto que se desenvolve o presente projeto de pesquisa. Pretende-se investigar diversos aspectos envolvendo termodinâmica fora do equilíbrio e informação quântica. Entre outros objetivos investigaremos a produção de evoluções chamadas de super-adiabáticas (atalhos a evolução adiabática), seus custos termodinâmicos e a utilização destas para confecção de uma máquina térmica quântica. Estudaremos também regimes gerais de operação desta máquina na presença de memória quântica. As investigações serão feitas sob a perspectiva da Ciência da Informação Quântica nas situações realistas onde ruídos estão presentes. Paralelamente trabalharemos na implementação experimental destas propostas no contexto de Ressonância Magnética Nuclear. (AU)