Atalhos para adiabaticidade: custo energético e otimização

• Processo: 22/04627-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2022
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Marcus Vinicius Segantini Bonança
• Beneficiário: Lucas Prado Kamizaki
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Mecânica estatística Termodinâmica Dinâmica química adiabática Sistemas quânticos abertos Controle ótimo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ising Model | Optimal Control | quantum thermodynamics | thermodynamic efficiency | Física Estatística e Termodinâmica

Resumo

Implementar uma dinâmica efetiva adiabática (ou seja, quase-estática) em intervalos de tempo finitos é um dos objetivos sempre presentes na área de controle quântico e termodinâmica quântica. A razão para isso é simples: evitar transições que, além de aumentarem o custo energético do processo, podem amplificar os efeitos do ruído externo. As diferentes técnicas que visam alcançar esse objetivo, chamadas de atalhos para adiabaticidade, vêm aumentando sua diversidade de aplicações nas últimas décadas, o que torna urgente um melhor entendimento dos seus custos e limitações. Nesse projeto, pretendemos realizar uma comparação sistemática entre a performance das técnicas tradicionais de atalhos para adiabaticidade e dos chamados processos termodinâmicos ótimos, que se mostram como uma alternativa interessante e vantajosa em muitas situações. Tal comparação será feita sempre para sistemas paradigmáticos e exemplares em aplicações atuais como máquinas térmicas quânticas e os chamados quantum annealers, utilizados em computação quântica. Pretendemos também desenvolver uma abordagem de atalhos para adiabaticidade a partir de processos ótimos para sistemas quânticos abertos, complementando assim a literatura atual que se concentra majoritariamente em sistemas isolados. (AU)