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Termodinâmica e tecnologias de informação utilizando sistemas quânticos de variáveis contínuas

Processo: 17/07973-5
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de julho de 2018 - 30 de junho de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Convênio/Acordo: University of Nottingham
Pesquisador responsável:Gabriel Teixeira Landi
Beneficiário:Gabriel Teixeira Landi
Pesq. responsável no exterior: Gerardo Adesso
Instituição no exterior: University of Nottingham, University Park, Inglaterra
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesq. associados:Diogo de Oliveira Soares Pinto ; Jader Pereira dos Santos ; Marcelo Martinelli ; Paulo Alberto Nussenzveig
Assunto(s):Termodinâmica quântica  Informação quântica 

Resumo

Neste projeto propomos estabelecer uma colaboração entre as Universidades de São Paulo, Nottingham e Birmingham, com o intuito de investigar aspectos informacionais e termodinâmicos de sistemas quânticos descritos por variáveis contínuas, além de suas aplicações para tecnologias quânticas. Em particular, a proposta irá focar na quantificação de irreversibilidade em sistemas fora do equilíbrio, incluindo modelos concretos para a interação da luz com a matéria, e no papel de recursos não-clássicos, como emaranhamento e correlações quânticas, na sua caracterização. Os limites fundamentais do desempenho de máquinas térmicas nanométricas na presença de reservatórios fora do equilíbrio, serão estudados teórica e experimentalmente. Em particular, neste projeto desenvolveremos uma prova de conceito de um máquina tri-ciclica quântica, um dispositivo que pode funcionar tanto como um refrigerador quanto como uma máquina térmica, conectado a uma fonte de luz comprimida. Investigaremos em detalhe o papel das flutuações não-clássicas devido à compressão da luz na eficiência do dispositivo. No caminho, desenvolveremos também uma série de resultados teóricos referentes a problemas de interesse atual na fronteira entre a informação quântica, a ótica quântica e a termodinâmica. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Teorema explica por que grandezas como calor e potência podem flutuar em sistemas microscópicos 
Experimentos detectam produção de entropia em sistemas quânticos 
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias (25 total):
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Theorem explains why quantities such as heat and power can fluctuate in microscopic system 
Theorem explains why quantities such as heat and power can fluctuate in microscopic system 
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O teorema explica por que quantidades como calor e energia podem flutuar no sistema microscópico 
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Theorem Explains Why Quantities Such As Heat And Power Can Fluctuate In Microscopic System 
Teorema explica por que grandezas como calor e potência podem flutuar em sistemas microscópicos 
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Teorema explica por que grandezas como calor e potência podem flutuar em sistemas microscópicos 
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Teorema explica por que grandezas como calor e potência podem flutuar em sistemas microscópicos 
Dedução de relações de incerteza ajuda a controlar máquinas quânticas 

Publicações científicas (4)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MICADEI, KAONAN; LANDI, GABRIEL T.; LUTZ, ERIC. Quantum Fluctuation Theorems beyond Two-Point Measurements. Physical Review Letters, v. 124, n. 9 MAR 2 2020. Citações Web of Science: 0.
SERAFINI, A.; LOSTAGLIO, M.; LONGDEN, S.; SHACKERLEY-BENNETT, U.; HSIEH, C-Y; ADESSO, G. Gaussian Thermal Operations and The Limits of Algorithmic Cooling. Physical Review Letters, v. 124, n. 1 JAN 2 2020. Citações Web of Science: 0.
TIMPANARO, ANDRE M.; GUARNIER, GIACOMO; GOOLD, JOHN; LANDI, GABRIEL T. Thermodynamic Uncertainty Relations from Exchange Fluctuation Theorems. Physical Review Letters, v. 123, n. 9 AUG 30 2019. Citações Web of Science: 5.
MARTINELLI, TIAGO; SOARES-PINTO, DIOGO O. Quantifying quantum reference frames in composed systems: Local, global, and mutual asymmetries. Physical Review A, v. 99, n. 4 APR 26 2019. Citações Web of Science: 2.

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