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Controle ótimo e informação quântica em nanoestruturas semicondutoras

Processo:19/09624-3
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Data de Início da vigência: 01 de abril de 2020
Data de Término da vigência: 31 de março de 2022
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Leonardo Kleber Castelano
Beneficiário:Leonardo Kleber Castelano
Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Município da Instituição Sede:São Carlos
Assunto(s):Controle quântico  Pontos quânticos  Computação quântica  Materiais nanoestruturados  Semicondutores 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:computação quântica | controle quântico | Nanoestruturas semicondutoras | pontos quânticos | Computação quântica em pontos quânticos semicondutores

Resumo

Apesar do interesse na área de computação quântica ser relativamente recente, essa área possui grande potencial para impulsionar um avanço tecnológico sem precedentes na história. O presente projeto de pesquisa caminha nessa direção, visando criar e ampliar o estudo teórico de plataformas semicondutoras para computação quântica, as quais possuem a possibilidade de escalabilidade. A fim de alcançar esse objetivo, primeiramente pretende-se estudar e determinar a estrutura de níveis de diversos arranjos de pontos quânticos contendo poucos elétrons. Essa parte do estudo se refere à caracterização de vários tipos de qubits em pontos quânticos, os quais tem sido propostos usando diferentes arranjos. Posteriormente, pretende-se aplicar a teoria quântica de controle ótimo para realizar a preparação, controle e medição desses qubits em nanoestruturas semicondutoras. A ideia básica do controle quântico está na determinação da forma de campos externos capazes de guiar a dinâmica do sistema de forma controlada em uma escala de tempo rápida o suficiente para a realização de um protocolo desejado. Além disso, pode-se encontrar os campos otimizados que podem manipular os estados de sistemas quânticos fechados ou abertos. Por fim, a área de proteção da coerência dos qubits utilizando uma nova abordagem da teoria de controle ótimo será explorada. (AU)

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Publicações científicas (8)
(As publicações científicas contidas nesta página são originárias da Web of Science ou da SciELO, cujos autores mencionaram números dos processos FAPESP concedidos a Pesquisadores Responsáveis e Beneficiários, sejam ou não autores das publicações. Sua coleta é automática e realizada diretamente naquelas bases bibliométricas)
FERNANDES, MARLLOS E. F.; FANCHINI, FELIPE F.; DE LIMA, EMANUEL F.; CASTELANO, LEONARDO K.. Effectiveness of the Krotov method in finding controls for open quantum systems. Journal of Physics A-Mathematical and Theoretical, v. 56, n. 49, p. 14-pg., . (23/04987-6, 19/09624-3, 14/23648-9, 21/04655-8)
CUNHA, IANN; CASTELANO, LEONARDO KLEBER. Influence of errors on the transport of quantum information through distant quantum dot spin qubits. Physics Letters A, v. 454, p. 8-pg., . (19/09624-3)
DE LIMA, EMANUEL F.; FERNANDES, MARLLOS E. F.; CASTELANO, LEONARDO K.. Quantum computing with two independent control functions: Optimal solutions to the teleportation protocol. PHYSICAL REVIEW A, v. 105, n. 3, p. 8-pg., . (14/23648-9, 19/09624-3)
CUNHA, IANN; VILLEGAS-LELOVSKY, LEONARDO; LOPEZ-RICHARD, VICTOR; CASTELANO, LEONARDO KLEBER. Multichannel scattering mechanism behind the reentrant conductance feature in nanowires subject to strong spin-orbit coupling. Physical Review B, v. 102, n. 19, . (19/09624-3)
DINIZ, E. C.; COSTA, A. C. S.; CASTELANO, L. K.. Quantum resources of the steady-state of three coupled qubits: Microscopic versus phenomenological model. Physics Letters A, v. 415, . (19/09624-3)
CUNHA, IANN; VILLEGAS-LELOVSKY, LEONARDO; CASTELANO, LEONARDO KLEBER. Influence of deformations on the reentrant conductance feature in semiconducting nanowires. Physics Letters A, v. 426, . (19/09624-3)
FERNANDES, MARLLOS E. F.; DE LIMA, EMANUEL F.; CASTELANO, LEONARDO K.. Optimizing control fields for diabatic protocols in the presence of noise. PHYSICAL REVIEW A, v. 109, n. 5, p. 9-pg., . (19/09624-3, 14/23648-9)
CUNHA, IANN; VILLEGAS-LELOVSKY, LEONARDO; LOPEZ-RICHARD, VICTOR; CASTELANO, LEONARDO KLEBER. Multichannel scattering mechanism behind the reentrant conductance feature in nanowires subject to strong spin-orbit coupling. PHYSICAL REVIEW B, v. 102, n. 19, p. 6-pg., . (19/09624-3)