Explorando materiais quânticos com o modelo Hubbard 1D para aplicações em redes quânticas

• Processo: 25/07040-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Vivian Vanessa França Henn
• Beneficiário: Marina Heloysa Sanino da Silva
• Supervisor: Kae Nemoto
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Okinawa Institute Of Science And Technology, Japão
• Vinculado à bolsa: 23/02293-7 - Transições de fase quânticas em nanoestruturas superfluidas, BP.DD
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dmrg | Entanglement | Hubbard model | Hybrid quantum material | Quantum networks | Química-Teórica

Resumo

A crescente demanda por redes quânticas impulsiona a pesquisa sobre como diferentes arquiteturas afetam a estabilidade. Uma abordagem é simular esses sistemas por meio de interações eletrônicas e emaranhamento para avaliar a coesão da rede. Este trabalho emprega o modelo de Hubbard unidimensional para representar qubits com distribuições de propriedades variáveis. Além disso, ele explora como essas propriedades aprimoram materiais quânticos, particularmente diamantes com centros de nitrogênio-vacância (NV)para analisar transições de fase e propriedades de emaranhamento relevantes para uma comunicação quântica robusta.Este projeto estuda a robustez de redes de qubit contra ruído usando o modelo de Hubbardem diferentes topologias. Cada sítio na cadeia representa um qubit, atuando como um nó na rede quântica. As conexões surgem de interações entre férmions vizinhos, caracterizadas por uma força de interação V . Enquanto estudos anteriores se concentraram em repetidores quânticos ruidosos, este trabalho investiga interações eletrônicas e emaranhamento na estabilização de rede. No caso de centros NV, o sistema híbrido é modelado como uma cadeia com vagas embutidas em uma rede supercondutora.Para integrar essas estruturas no modelo de Hubbard, as interações do local são ajustadas com base na topologia. Usando métodos de grupo de renormalização de matriz de densidade (DMRG), este estudo examina a distribuição de emaranhamento e como diferentes interações impactam a confiabilidade da rede e as propriedades do material híbrido. Esta abordagem fornece insights sobre como os padrões de conexão influenciam o emaranhamento e a resiliência da rede.