Controle ótimo e informação quântica em nanoestruturas semicondutoras

• Processo: 19/09624-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Leonardo Kleber Castelano
• Beneficiário: Leonardo Kleber Castelano
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Controle quântico Pontos quânticos Computação quântica Materiais nanoestruturados Semicondutores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: computação quântica | controle quântico | Nanoestruturas semicondutoras | pontos quânticos | Computação quântica em pontos quânticos semicondutores

Resumo

Apesar do interesse na área de computação quântica ser relativamente recente, essa área possui grande potencial para impulsionar um avanço tecnológico sem precedentes na história. O presente projeto de pesquisa caminha nessa direção, visando criar e ampliar o estudo teórico de plataformas semicondutoras para computação quântica, as quais possuem a possibilidade de escalabilidade. A fim de alcançar esse objetivo, primeiramente pretende-se estudar e determinar a estrutura de níveis de diversos arranjos de pontos quânticos contendo poucos elétrons. Essa parte do estudo se refere à caracterização de vários tipos de qubits em pontos quânticos, os quais tem sido propostos usando diferentes arranjos. Posteriormente, pretende-se aplicar a teoria quântica de controle ótimo para realizar a preparação, controle e medição desses qubits em nanoestruturas semicondutoras. A ideia básica do controle quântico está na determinação da forma de campos externos capazes de guiar a dinâmica do sistema de forma controlada em uma escala de tempo rápida o suficiente para a realização de um protocolo desejado. Além disso, pode-se encontrar os campos otimizados que podem manipular os estados de sistemas quânticos fechados ou abertos. Por fim, a área de proteção da coerência dos qubits utilizando uma nova abordagem da teoria de controle ótimo será explorada. (AU)

Publicações científicas

(6)

(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)

CUNHA, IANN; VILLEGAS-LELOVSKY, LEONARDO; LOPEZ-RICHARD, VICTOR; CASTELANO, LEONARDO KLEBER. Multichannel scattering mechanism behind the reentrant conductance feature in nanowires subject to strong spin-orbit coupling. Physical Review B, v. 102, n. 19, NOV 18 2020. (19/09624-3)

CUNHA, IANN; VILLEGAS-LELOVSKY, LEONARDO; CASTELANO, LEONARDO KLEBER. Influence of deformations on the reentrant conductance feature in semiconducting nanowires. Physics Letters A, v. 426, FEB 28 2022. (19/09624-3)

DINIZ, E. C.; COSTA, A. C. S.; CASTELANO, L. K.. Quantum resources of the steady-state of three coupled qubits: Microscopic versus phenomenological model. Physics Letters A, v. 415, NOV 5 2021. (19/09624-3)

CUNHA, IANN; VILLEGAS-LELOVSKY, LEONARDO; LOPEZ-RICHARD, VICTOR; CASTELANO, LEONARDO KLEBER. Multichannel scattering mechanism behind the reentrant conductance feature in nanowires subject to strong spin-orbit coupling. PHYSICAL REVIEW B, v. 102, n. 19, p. 6-pg., 2020-11-18. (19/09624-3)

CUNHA, IANN; CASTELANO, LEONARDO KLEBER. Influence of errors on the transport of quantum information through distant quantum dot spin qubits. Physics Letters A, v. 454, p. 8-pg., 2022-10-18. (19/09624-3)

DE LIMA, EMANUEL F.; FERNANDES, MARLLOS E. F.; CASTELANO, LEONARDO K.. Quantum computing with two independent control functions: Optimal solutions to the teleportation protocol. PHYSICAL REVIEW A, v. 105, n. 3, p. 8-pg., 2022-03-30. (14/23648-9, 19/09624-3)