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Uma nova maneira de estocagem de BIT quântico: flutuações de vácuo e BICs de Majoranas assistidos pelo efeito Kondo não trivial

Processo: 15/23539-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2016
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Antonio Carlos Ferreira Seridonio
Beneficiário:Luciano Henrique Siliano Ricco
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
Assunto(s):Transporte quântico   Pontos quânticos   Férmion de Majorana   Funções de Green   Efeito Kondo   Efeito Fano   Modelo de Kitaev

Resumo

Neste projeto, exploraremos teoricamente a interação entre flutuações de vácuo, quase-partículas de Majorana (MQPs) e estados ligados no contínuo (BICs) baseados em um efeito Kondo não trivial, em um sistema composto por duas cadeias de Kitaev na fase topológica, acopladas a um ponto quântico (QD) hibridizado à terminais metálicos. Sabe-se que BICs emergem devido a processos de interferência quântica, como o efeito Fano, por exemplo. Todavia, nossos resultados preliminares, relacionados ao caso não-interagente, revelam uma nova classe de BICs, nos quais MQPs estão presos. Como as MQPs dessas cadeias de Kitaev, separadas espacialmente, formam um férmion delocalizado e consequentemente um bit quântico, identificamos que o decaimento de tais BICs não está relacionado ao efeito Fano, mas ocorre quando flutuações finitas são observadas no vácuo, composto por pares de elétrons que formam o citado bit quântico. Essa característica requer a quebra temporária da exclusão de Pauli, a qual consiste em uma nova forma de detecção dos BICs aqui propostos. Do ponto de vista experimental, também mostramos como as flutuações podem ser induzidas apenas mudando os acoplamentos entres as cadeias de Kitaev e o ponto quântico, do regime simétrico para o assimétrico. Portanto, nossa presente análise mostra como desenvolver a estocagem de bit quântico por meio de dois BICs de MQPs delocalizados e acessá-lo quando o vácuo flutua, por meio de um procedimento controlável em experimentos de transporte quântico. Em um futuro próximo, queremos responder se o presente cenário permanece quando se considera a repulsão de Coulomb entre o bit e o ponto quânticos. Em tal caso, espera-se verificar um efeito Kondo não trivial, visto que o grau de liberdade de spin não é o responsável pelo mesmo, uma vez que o sistema como um todo encontra-se no regime sem spin, necessário para a supercondutividade topológica. Esse fenômeno será abordado pelos seguintes métodos: (i) equação de movimento (EOM), junto com uma aproximação nas funções de Green do Hamiltoniano do sistema, o qual elucidará, por meio de expressões analíticas, o dispositivo proposto; e (ii) grupo de renormalização numérica (NRG), considerada uma técnica computacional poderosa em sistemas com impurezas. (AU)

Publicações científicas (10)
(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)
RICCO, L. S.; DE SOUZA, M.; FIGUEIRA, M. S.; SHELYKH, I. A.; SERIDONIO, A. C. Spin-dependent zero-bias peak in a hybrid nanowire-quantum dot system: Distinguishing isolated Majorana fermions from Andreev bound states. Physical Review B, v. 99, n. 15 APR 30 2019. Citações Web of Science: 0.
RICCO, L. S.; CAMPO JR, V. L.; SHELYKH, I. A.; SERIDONIO, A. C. Majorana oscillations modulated by Fano interference and degree of nonlocality in a topological superconducting-nanowire-quantum-dot system. Physical Review B, v. 98, n. 7 AUG 24 2018. Citações Web of Science: 1.
RICCO, L. S.; DESSOTTI, F. A.; SHELYKH, I. A.; FIGUEIRA, M. S.; SERIDONIO, A. C. Tuning of heat and charge transport by Majorana fermions. SCIENTIFIC REPORTS, v. 8, FEB 12 2018. Citações Web of Science: 2.
CAMPO, JR., V. L.; RICCO, L. S.; SERIDONIO, A. C. Isolating Majorana fermions with finite Kitaev nanowires and temperature: Universality of the zero-bias conductance. Physical Review B, v. 96, n. 4 JUL 24 2017. Citações Web of Science: 2.
GUESSI, L. H.; DESSOTTI, F. A.; MARQUES, Y.; RICCO, L. S.; PEREIRA, G. M.; MENEGASSO, P.; DE SOUZA, M.; SERIDONIO, A. C. Encrypting Majorana fermion qubits as bound states in the continuum. Physical Review B, v. 96, n. 4 JUL 13 2017. Citações Web of Science: 7.
MARQUES, Y.; OBISPO, A. E.; RICCO, L. S.; DE SOUZA, M.; SHELYKH, I. A.; SERIDONIO, A. C. Antibonding ground state of adatom molecules in bulk Dirac semimetals. Physical Review B, v. 96, n. 4 JUL 11 2017. Citações Web of Science: 1.
MARQUES, Y.; RICCO, L. S.; DESSOTTI, F. A.; MACHADO, R. S.; SHELYKH, I. A.; DE SOUZA, M.; SERIDONIO, A. C. Realization of anomalous multiferroicity in free-standing graphene with magnetic adatoms. Physical Review B, v. 94, n. 20 NOV 10 2016. Citações Web of Science: 1.
DESSOTTI, F. A.; RICCO, L. S.; MARQUES, Y.; GUESSI, L. H.; YOSHIDA, M.; FIGUEIRA, M. S.; DE SOUZA, M.; SODANO, PASQUALE; SERIDONIO, A. C. Unveiling Majorana quasiparticles by a quantum phase transition: Proposal of a current switch. Physical Review B, v. 94, n. 12 SEP 16 2016. Citações Web of Science: 9.
DESSOTTI, F. A.; RICCO, L. S.; MARQUES, Y.; MACHADO, R. S.; GUESSI, L. H.; FIGUEIRA, M. S.; DE SOUZA, M.; SERIDONIO, A. C. Fano fingerprints of Majoranas in Kitaev dimers of superconducting adatoms. PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES, v. 83, p. 297-305, SEP 2016. Citações Web of Science: 2.
RICCO, L. S.; MARQUES, Y.; DESSOTTI, F. A.; MACHADO, R. S.; DE SOUZA, M.; SERIDONIO, A. C. Decay of bound states in the continuum of Majorana fermions induced by vacuum fluctuations: Proposal of qubit technology. Physical Review B, v. 93, n. 16 APR 14 2016. Citações Web of Science: 11.

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