Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7712_1.pdf: 1946482 bytes, checksum: b1e1fe7368ef1eaa4d27ce22a81b8a35 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nesta dissertação estudamos o emaranhamento quântico como ferramenta para a computação e informação quântica. Restringimo-nos ao emaranhamento bipartite existente entre dois qubits descritos por um hamiltoniano de Heisenberg. A escolha deste hamiltoniano devese ao fato de vá rios sistemas físicos distintos conseguirem simulá -los além de ser possível a construção de portas lógicas através dos controles de seus parâmetros por intervalos de tempos específicos. A restrição a dois qubits é motivada pelo objetivo central deste trabalho: compreender melhor o que é o emaranhamento. O escudo de casos simples favorece um posterior entendimento de situações mais complexas. Atacamos o problema por intermédio de diversos formalismos: o canônico (matricial ), o de segunda quantização e por últime através da álgebra geométrica. Os principais resultados consistem, primeiramente, na quantificação do emaranhamento de formação numa temperature arbitrária para este sistema de dois qubits, sendo uma proposta para gerar emaranhamento sob demanda para uso em computação e informative quân- tica. Conseguimos, também, um avanço na compreensão (etapa crucial ao desenvolvimento desta área) do emarmzhatrlento na linguagem de álgebra geométrica

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-06-05T19:06:29Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao-Alan-Santos.pdf: 1388458 bytes, checksum: 78a7d86fee02f0ef7bd2769f6f738b58 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T19:06:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao-Alan-Santos.pdf: 1388458 bytes, checksum: 78a7d86fee02f0ef7bd2769f6f738b58 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Evolução adiabática é uma poderosa técnica em computação e informação quântica. No entanto, sua performance é limitada pelo teorema adiabático da mecânica quântica. Neste cenário, atalhos para adiabaticidade, tais como concebidos pela teoria superadiabática, constituem uma valiosa ferramenta para acelerar o comportamento quântico adiabático. Nesta dissertação nós introduzimos dois diferentes modelos capazes de realizar computação quântica superadiabática, onde nosso método é baseado no uso de atalhos para adiabaticidade via Hamiltonianos contra-diabáticos. O primeiro modelo mostrado aqui é baseado no uso do teleporte quântico superadiabático, introduzido nessa dissertação, como um primitivo para computação quântica. Dessa forma, nós fornecemos o Hamiltoniano contra-diabático para portas arbitrárias de n qbits. Além disso, nossa abordagem relaciona, por meio de uma simples transformação unitária, o Hamiltoniano contra-diabático para o teleporte de portas arbitrárias de n q-bits com o Hamiltoniano contra-diabático usado para o teleporte de estados de n q-bits. No segundo modelo nós usamos o conceito de evoluções superadiabáticas controladas para mostrar como implementar portas quânticas n-controladas arbitrárias. Notavelmente, essa tarefa pode ser realizada por um simples Hamiltoniano contra-diabático independente do tempo. Ambos os modelos podem ser usados para a implementação de diferentes conjuntos universais de portas quânticas. Nós mostramos que o uso do quantum speed limit (limite de velocidade quântica) sugere que o tempo de evolução superadiabática é compatível com intervalos tempos arbitrariamente pequenos, onde essa arbitrariedade está vinculada ao custo energético necessário para realizar a evolução superadiabática . / Adiabatic evolution is a powerful technique in quantum information and computation. However, its performance is limited by the adiabatic theorem of quantum mechanics. In this scenario, shortcuts to adiabaticity, such as provided by the superadiabatic theory, constitute a valuable tool to speed up the adiabatic quantum behavior. In this dissertation we introduce two different models to perform universal superadiabatic quantum computing, which are based on the use of shortcuts to adiabaticity by counter-diabatic Hamiltonians. The first model is based on the use of superadiabatic quantum teleportation, introduced in this dissertation, as a primitive to quantum computing. Thus, we provide the counter-diabatic driving for arbitrary n-qubit gates. In addition, our approach maps the counter-diabatic Hamiltonian for an arbitrary n-qubit gate teleportation into the implementation of a rotated counter-diabatic Hamiltonian for an nqubit state teleportation. In the second model we use the concept of controlled superadiabatic evolutions to show how we can implement arbitrary n-controlled quantum gates. Remarkably, this task can be performed by simple time-independent counter-diabatic Hamiltonians. These two models can be used to design different sets of universal quantum gates. We show that the use of the quantum speed limit suggests that the superadiabatic time evolution is compatible with arbitrarily small time intervals, where this arbitrariness is constrained to the energetic cost necessary to perform the superadiabatic evolution.

Orientador: Harvey Robert Brown / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T08:09:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chibeni_SilvioSeno_M.pdf: 4938461 bytes, checksum: 89778c187fe3ae16940f634192e5a778 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: Uma série de resultados teóricos e experimentais recentes sobre as Teorias de Variáveis Ocultas reavivaram o interesse nos Fundamentos da Mecânica Quântica. Mostram, em seu conjunto, que qualquer atribuição completa de valores aos observáveis da Mecânica Quântica não poderá incorporar todas as premissas do realismo clássico de partículas. Na presente Dissertação empreende-se uma análise crítica e comparada desses resultados, após os contornos do programa realista em Mecânica Quântica terem sido definidos através de um exame dos argumentos tradicionais dos Fundadores da Mecânica Quântica. O Capítulo I é dedicado â questão das interpretações da Mecânica Quântica. Nele procura-se mostrar que a interpretação realista defendida por Einstein e outros tem a seu favor uma série consistente de argumentos explícitos que a colocam em vantagem sobre a interpretação ortodoxa em algumas das mais relevantes situações físicas. No caso dos fenômenos de interferência, no entanto, essas posições parecem invertidas. No Capítulo II são analisados os resultados algébricos de von Neumann, Gleason-Belinfante, Bell e Kochen e Specker contra as Teorias de Variáveis Ocultas não-contextuais. Dá-se ênfase no exame da estrutura interna e na eliciação das pressuposições de cada um desses resultados, o que permite a avaliação de suas forças relativas. Observa-se que a conseqüência líquida deles é que, para sistemas físicos cujo espaço de Hilbert tem dimensão maior que dois, qualquer atribuição completa de valores tem de ser contextualista, o que implica na incorporação de elementos de um holismo semelhante ao encontrado na interpretação de Niels Bohr. A possibilidade de comparação empírica entre teorias realistas locais e as previsões estatísticas da Mecânica Quântica surgiu com o advento da Desigualdade de Bell e seus aperfeiçoamentos subsequentes. Experimentos recentes trouxeram fortes evidências contra aquelas teorias. No capítulo III, os desenvolvimentos teóricos, relacionados à Desigualdade de Bell são analisados, bem como alguns esquemas de atribuição completa de valores que, ao preço de artificialidade, escapam a esses resultados. É fornecida ainda urna resenha de todos os 'estes experimentais já realizados. No Capítulo IV são expostos e examinados alguns importantes resultados formais obtidos em 1982 por Arthur Fine, estabelecendo algumas conexões entre determinadas premissas dos resultados algébricos e das desigualdades de Bell, bem como um engenhoso teorema mostrando que qualquer dessas desigualdades possui uma característica comum. Por fim, recebe atenção um importante trabalho de 1983 de Heywood Redhead, que inaugurou uma nova linha de ataque ao realismo local, imune a certas críticas levantadas anteriormente contra aquela que resultou da Desigualdade de Bell. São exibidas as conseqüências desse trabalho para o aclaramento de importantes questões conceituais ligadas ao contextualismo e à localidade. Na última seção do capítulo é fornecida uma visão panorâmica de todo o campo de estudo das Teorias de Variáveis Ocultas depois desses resultados recentes, o que permite perceber quão fortes são as evidências para uma reformulação substancial de algumas das mais acalentadas concepções humanas acerca do mundo / Abstract: A recent series of theoretical and experimental results has rekindled interest. in the foundations of Quantum Mechanics. These results, taken as a whole, demonstrate that no complete value assignment for the observables of a quantum system can incorporate all the premisses of classical (particle) realism. An attempt is made in this dissertation to provide a critical analysis of these results, once the contours of the realist programme in Quantum Mechanics have been set out via an examination of the traditional arguments of the founders of the theory. Chapter I is concerned with the question of the "interpretation" of Quantum Mechanics. It is argued here that the realist interpretation defended by Einstein and others is, in relation to a number of important quantum phenomena, clearly superior to the orthodox interpretation. However, in the case of interference phenomena, the situation would appear to be the opposite. In Chapter II the algebraic results of von Neumann, Gleason-Belinfante, Bell. and Kochen and Specker against non contextualist hidden variable theories are analyzed. Emphasis is given to the examination of the internal structure of and to the elucidation of the assumptions associated with each one of these results, which allows for evaluation of their relative strengths. It is noted that the net consequence of these results is that, for systems whose Hilbert Spaces have dimension greater than two, any complete value assignment must be contextualist. This implies the incorporation of a certain kind of "wholism", which is closely related to that round in the interpretation of Niels Bohr. The possibility of empirical tests between local realist theories an the statistical predictions of Quantum Mechanics arose with the discovery of the Bell Inequality and its subsequent improvements. Recent experiments have furnished strong evidence against local realist theories. In Chapter II, the theoretical developments associated with the Bell Inequality are analyzed, as well as some complete value assignment schemes which by way of their artificiality are capable of avoiding these negative results. Also, a review of all the experimental tests performed to date is provided. Some important formal results obtained in 1982 by Fine which establish connections between certain assumptions associated with the algebraic results an the Bell Inequalities are examined in Chapter IV. This is followed by examination of an elegant theorem of Fine showing that all these Inequalities share an important common feature. Then, attention is givem to the 1983 result of Heywood and Redhead, which inaugurated a new line of attack on local realism, one immune to the criticisms, discussed earlier, against the original line which followed from the Bell Inequalities. The consequences of this result for our understanding of the issues of contextualism and locality are spelt out. Finally in the last section of the Chapter, a panoramic view is given of the whole terrain of hidden variables in the light of these recent results. This allows for an appreciation of the weight of evidence in favour of a substantial reformulation of some of our most entrenched notions of the world / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Jose Antonio Roversi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-31T16:11:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_GiovanaTrevisan_M.pdf: 726866 bytes, checksum: c3fecbc4b9b30f0f1b424821a66f3727 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho, estudamos alguns aspectos dinâmicos de um sistema formado por duas cavidades acopladas interagindo com um átomo de dois níveis, baseando-nos no modelo Jaynes-Cummings para a interação átomo-campo e no trabalho de Hashem Zoubi et al. [3], sobre cavidades acopladas. Inicialmente apresentamos uma discussão sobre o limite de validade das transformações utilizadas por Hashem Zoubi et al. na diagonalização do Hamiltoniano das cavidades. Baseando-se nas conclusões deste estudo, foi proposto um Hamiltoniano aproximado para o sistema em consideração. Conseguimos uma transformação para os operadores de criação e aniquilação mais simples, que diagonaliza o Hamiltoniano do sistema e permite o cálculo dos autoestados que são utilizados no cálculo das propriedades dinâmicas do sistema átomo-cavidade acoplado a outra cavidade. Em conseqüência da simplicidade do tratamento dado, pudemos calcular o comportamento, em função do tempo, da inversão atômica, do número médio de fótons e da pureza do sistema. Pudemos também comparar os resultados com o que acontece no sistema átomo-campo de uma cavidade. Observamos o aparecimento do fenômeno de colapso e ressurgimento na inversão atômica, porém não no número médio de fótons, em situações para as quais este fenômeno não acontece no sistema átomo-campo de uma cavidade. Observamos também que o sistema átomo-campo de duas cavidades tende a um grau de mistura muito maior do que no caso de uma cavidade em situações semelhantes / Abstract: In this work, we study some dynamical aspects of a system composed by two coupled cavities interacting with a two-level atom, based in the Jaynes-Cummings model of the atom-field interaction and in the Hashem Zoubi et al.'s work [3] about coupled cavities. Initialy, we show a discussion about the validity of the transformation used by Hashem Zoubi et al. in the diagonalization of the Hamiltonian of the cavities. Using the conclusions of this study, we propose an approximated Hamiltonian for this system. We obtain a simpler transformation to the creation and annihilation operators that diagonalizes the Hamiltonian of the system and allows us to calculate the eigenstates used in the calculation of the dynamical properties of the atom-field system with two cavities. Due to the simplicity of this method, we could calculate the behavior as a function of the time of the atomic inversion, the mean number of photons and the purity of the system. We could also compare the obtained results with what happens in the atom-field system of one cavity. We notice the quantum collapse and revival in the atomic inversion, but not to the mean number of photons, in situations where this phenomenon doesn't happen in the one-cavity system. We also notice that in the atom-field system with two cavities tends to a larger degree of mixture than the case of one cavity in similar conditions / Mestrado / Física / Mestra em Física

Orientador: Adolfo Maia Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-18T21:43:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_JoseAlexandre_D.pdf: 2310885 bytes, checksum: a0bac135ebabe37874a71b5a5e189a87 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Na primeira parte deste trabalho estudamos a ambigüidade entre duas definições da Energia do Vácuo, a saber, a Soma das Energias de Ponto Zero e o mínimo do Potencial Efetivo, primeiramente estudada por Eric Myers [17]. Denominamos esta diferença de Anomalia de Ponto-Zero (ZPA) e mostramos que para um campo real escalar massivo e auto-interagente, na geometria das placas paralela de Casimir, a ZPA é indetectável, via Forças de Casimir. Além disso, apresentamos possíveis generalizações da ZPA e mostramos que, em condições muito gerais, a ZPA Renormalizada é nula e o Potencial Efetivo e a Soma das Energias de Ponto-Zero Renormalizados coincidem. Na segunda parte do trabalho nós generalizamos e melhoramos a Regularização de Zel'dovich da Densidade de Energia e Pressão do Vácuo. Para fazermos isto nós reinterpretamos suas somas divergentes associadas. Também introduzimos um parâmetro de escala de massa m para sanar uma inconsistência de dimensionalidade. Observamos que a Energia e Pressão do Vácuo são dependentes da escala mas a Equação de Estado e = -P não o é / Abstract: In the first part of this work we study the ambiguity between two definitions of vacuum energy, namely, the energy of Zero-Point fields and the minimum of the Effective Potential, first devised by Eric Myers [17]. We name their difference Zero-Point Anomaly (ZPA). We show that for a massive and interacting real scalar field in the geometry of Casimir plates the ZPA is undetectable via Casimir Forces. Further, we point out possible generalizations of ZPA and show that under very general conditions the Renormalized ZPA vanishes and the Renormalized Effective Potential and Zero-Point Energy coincide. In the second part of this work we generalize and improve Zel'dovich's Regularization of the Vacuum Energy Density and Pressure. In order to do this we reinterpret their divergent sums. We introduce also a scaling mass parameter m in order to solve a dimensional inconsistency. It turns out that Vacuum Energy and Pressure are scale-dependent but the State Equation e = -P is not / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Marcelo Batista Hott / Banca: Denis Dalmazi / Banca: Henrique Boschi Filho / Resumo: Nesta dissertação nós discutimos a influência de modos-zero fermiônicos em diferentes contextos. Começamos estudando a localização de férmions semmassa emparedes de domínios (3-brana) num espaço-tempo de 5 dimensões com geometria não deformada, seguindo o cenário proposto originalmente por Rubakov e Shaposhnikov. Lançamos mão de um modelo não-polinomial com um campo escalar auto-interagente que tem como solução da equação de Bogomol'nyi um kink deformável que exibe uma cofiguração de kink duplo. No contexto em que estamos trabalhando, esta con.gução de kink duplo permite ilustrar o fenômeno de separação de branas. Novos modelos não-lineares da teoria de campos que forneçam tais configurações de kink duplo são construídos. Usamos um método de reconstrução cujo ponto de partida são os modos-zero das equações de estabilidade de modelos bem conhecidos. Finalmente, mostramos em alguns casos, o papel dos modos-zero fermiônicos no fracionamento do número (ou da carga) fermiônico, especialmente em redes de grafeno / Abstract: In this dissertation we discuss the in‡uence of fermion zero modes in different contexts. We begin by studying the localization of massless fermions on domain walls (3- brane) embedded in a …vedimensional ‡at space-time, following the scenario originally proposed by Rubakov and Shaposhnikov. We use a non-polynomial model with a self- interacting scalar …eld whose solution of the Bogomol’nyi equation with minimum energy is a kink which can be continuously deformed into a two-kink. In the context we are work- ing on, this two-kink con…guration is used to illustrate the brane splitting phenomenon. New …eld theory nonlinear models are built to provide such two-kink con…gurations. Such a reconstruction is based on previous methods which employ the zero mode solution of the excitation spectra of the defects as the starting point. Finally, we show in some cases, the role played by fermion zero modes on fermion number (or charge) fractionization, especially in graphene networks / Mestre

Orientador: George Emanuel Avram Matsas / Banca: Silvio Roberto de Azevedo Salinas / Banca: Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Resumo: A proposta deste trabalho é investigar a validade da segunda lei generalizada da termodinâmica de buracos negros para um buraco negro de Schwarzschild por meio de experimentos mentais. Primeiramente, faremos uma breve revisão sobre termodinâmica de buracos negros. O conceito da segunda lei generalizada é estabelecido e os principais experimentos mentais são revistos. Em seguida, propomos um novo teste à segunda lei generalizada utilizando a mesma estratégia dos experimentos mentais. Veremos que a segunda lei generalizada é consistente com este novo teste. / Abstract: The proposal of this work is to investigate the validity of the generalized second law of black hole thermodynamics for Schwarzschild black hole by means of gedankenexperiments. Firstly, we make a brief review about black hole thermo-dynamics. The notion of generalized second law is established and the essential gedankenexperiments are reviewed. Afterwards, we propose a new test for generalized second law using the same strategy of gedankenexperiments. We see that the generalized second law is consistent with this new test as well. / Mestre

Resumo em portugues e ingles / Tese (doutorado)-Universidade Estadual de Campinas / Bibliografia: f. 80-83 / Made available in DSpace on 2018-07-13T20:06:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tostes_JoseGlaucoRibeiro_D.pdf: 3445029 bytes, checksum: 6608e72da8d21a432982425e8983105c (MD5) Previous issue date: 1983 / Doutorado

Neste trabalho apresentamos um estudo da dinâmica de subsistemas quânticos dando ênfase ao fenômeno da decoerência. Em particular, estudamos os efeitos da decoerência num sistema de dois níveis acoplado a um outro sistema cujo espectro de energia é um contínuo no contexto do fenômeno quântico de tunelamento. Investigamos também aspectos da relação entre a descrição do sistema de dois níveis e a descrição do modelo linear na aproximação de onda girante em termos de uma equação mestra na aproximação de Born-Markov e a dinâmica exata destes dois subsistemas. Estudamos também o experimento proposto por L. Davidovich e colaboradores para medir a decoerência de superposições mesoscópicas de estados coerentes dentro do contexto da computação quântica. Este experimento pode ser re interpretado como um computador quântico capaz de solucionar o problema de Deutsch. O grande problema deste experimento, do ponto de vista da computação quântica, é a presença da decoerência. Esta decoerência provoca o aparecimento de erros no resultado final. Assim, nós mostramos uma maneira de reduzi-la, diminuindo assim os eventuais erros que possam aparecer. Finalmente, mostramos através de dois exemplos a relação entre o efeito Zeno e a decoerência. / We study the quantum decoherence process in different contexts. In particular, we study decoherence effects in the dynamics of a two-level system coupled to another system which has a continuous energy spectrum. We also investigate when the master equation description, in a Born Markov approximation reproduces the exact solution. We extend this investigation to the model which describes the interaction between a harmonic oscillator and a thermal bath of harmonic oscillators in the rotating wave approximation. We also study the two atom correlation scheme originally proposed by Davidovich, Brune, Raimond and Haroche for measuring the decoherence of a mesoscopic superposition of coherent states of a QED cavity in the context of quantum computation. We show that this experiment is equivalent to a quantum computer solving Deutsch\'s problem. We find a way to reduce the errors due to decoherence. Finally, we show how the Zeno effect is related to the decoherence process.

Usualmente os modelos efetivos utilizados para a descrição da física de hádrons de baixa energia não são renormalizáveis. O objetivo da presente investigação é discutir o papel da renormalização no tratamento de um modelo efetivo. Estudamos o Modelo -Linear na sua versão renormalizada e descobrimos a presença de polos fantasmas. Investigamos então as consequências de introduzir na teoria um parâmetro cutoff, , com a precaução de manter no possível as propriedades de simetria da Lagrangiana original. Mostramos que nessa versão regularizada os pólos não-físicos desaparecem quando o parâmetro cutoff é menor ou da ordem de IND.C 1.2 GeV. É possível fixar o valor de em IND.C e interpretar autoconsistentemente as propriedades físicas associadas com os propagadores. Uma ressonância centrada em 880 MeV com uma largura de 400 MeV aparece no propagador sigma; o nucleon é um estado ligado e no seu continuo duas ressonâncias de Roper podem ser identificadas. / Usually the effective model utilized for the description of low energy hadron physics are not renormalizable. The purpose of the present investigation is to discuss the role of the renormalization in the treatment of a effective model. We study the -Linear Model in it renormalized version and find the presence of ghost poles. We then investigate the consequences of introducing into the theory a cutoff , taking care of maintaining the symmetry properties of the original Lagrangian. We show that in the regularized version the nonphysical poles disappear when the cutoff parameter value is less than IND.C 1.2 GeV. It is possible to fix cutoff value in IND.C and get a selfconsistent interpretation of physical properties associated with the propagators. A resonance centered at 880 MeV with a corresponding width 400 MeV appear in the sigma propagator. The nucleon is a bound state and in its continuum two Roper resonances can be identified.