Controle termodinâmico de uma impureza em uma cadeia quântica de spins.

• Processo: 24/16413-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Marcus Vinicius Segantini Bonança
• Beneficiário: Guilherme Antônio de Souza
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/15453-0 - Materiais quânticos correlacionados, AP.TEM
• Assunto(s): Termodinâmica quântica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Quantum Annealing | quantum thermodynamics | Termodinâmica Quântica

Resumo

O controle eficiente de sistemas físicos remonta às investigações de Carnot sobre as máquinas térmicas no século XIX. Atualmente, buscamos controlar de forma eficaz sistemas quânticos complexos como, por exemplo, a rede de fluxos magnéticos presentes em computadores quânticos chamados de quantum annealers. Um dos critérios importantes para analisar a eficiência das tarefas que se colocam para essas máquinas contemporâneas é a caracterização do comportamento do custo energético ao longo dos controles associados. A princípio, esse comportamento é altamente dependente do processo realizado, da duração do mesmo, e de características do sistema físico de interesse. Nesse projeto, pretendemos analisar teoricamente esses aspectos que influenciam o custo energético em quantum annealers considerando que esses sistemas podem ser muito bem modelados por conjuntos de spins interagentes. Em particular, pretendemos analisar o controle de uma impureza nesse conjunto. Utilizaremos ferramentas numéricas e analíticas que permitam acessar a evolução temporal dependente do tempo desses sistemas quânticos de muitos corpos. A influência das interações, da integrabilidade, da existência de um gap de energia no estado fundamental e de uma possível desordem espacial são alguns dos aspectos que pretendemos investigar no comportamento do custo energético.