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Aspectos de emaranhamento, caos e complexidade: dos sistemas de muitos corpos aos de altas energias

Texto completo
Autor(es):
Daniel Lombelo Teixeira Júnior
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Tese de Doutorado
Imprenta: São Paulo.
Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física (IF/SBI)
Data de defesa:
Membros da banca:
Diego Trancanelli; Bruno Geraldo Carneiro da Cunha; Gabriel Teixeira Landi; Bertha María Cuadros Melgar; Dmitry Melnikov
Orientador: Diego Trancanelli
Resumo

A determinação de estruturas que podem emergir a partir das interações entre os constituintes de um sistema quântico de muitos corpos é uma tarefa fundante da física da matéria condensada. Uma das propostas mais avançadas nesse paradigma, historicamente motivada pelo princípio holográfico e pela correspondência AdS/CFT, é a geração holográfica do espaço-tempo em alguns sistemas caóticos, fortemente correlacionados, com certos padrões de emaranhamento e complexidade quântica. Como parte desse cenário, esta tese é dedicada à análise de alguns conceitos relevantes em tal proposta, onde são aplicados separadamente para alguns modelos com estrutura de rede. Concretamente, o assunto é dividido em três estudos principais: primeiro, o cálculo da complexidade de estados em função do tempo para o modelo de Ising com um campo transverso oscilante, onde estabelecemos a eficácia dessa quantidade na detecção de transições de fase quânticas de não-equilíbrio. Nossos resultados proporcionam pistas para entender como características universais são capturadas pela complexidade quando fora de equilíbrio. Segundo, a derivação de uma cota superior na produção de entropia de emaranhamento para uma classe de circuitos quânticos unidimensionais com dinâmica periódica. Um exemplo de circuito que satura essa cota é composto de portões-SWAP paralelos atuando em pares emaranhados. A partir de desigualdades obedecidas pela entropia, somadas à considerações sobre emaranhamento muiltipartite, indicamos que o efeito de uma dinâmica caótica não pode resultar em um aumento da taxa de produção de emaranhamento. Terceiro, a construção de uma classe de sistemas de muitos corpos supersimétricos utilizando semigrupos simétricos inversos. Para toy models particulares gerados com essa estrutura, estudamos algumas questões a respeito de fases supersimétricas, integrabilidade, desordem, propagação da informação quântica e localização de muitos corpos. Por fim, além desses três trabalhos, incluímos um ensaio abordando o problema de espaços holográficos emergentes a partir de teorias de campo conformes em duas dimensões, em que a mediação entre as duas partes é feita utilizando uma estrutura Riemanniana definida no espaço de Hilbert da teoria de campos. (AU)

Processo FAPESP: 17/02300-2 - Aspectos de informação quântica em teoria quântica de campos e holografia
Beneficiário:Daniel Lombelo Teixeira Júnior
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado