Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-02Bitstream added on 2014-06-13T20:23:08Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_ja_dr_guara.pdf: 11550496 bytes, checksum: c15108557604781ca8b3f8a3107a2e3e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A busca por soluções exatas para sistemas quânticos vem despertando o interesse de muitos autores ao longo das décadas. Em particular para soluções que apresentam limite clássico. Nesta tese buscamos fazer um estudo sistemático da geração de soluções analíticas para uma classe de sistemas quânticos exatamente solúveis com massa dependente da posição. Analisamos o efeito da presença de campos magnéticos sobre alguns sistemas, discutimos o problema da ambiguidade de ordenamento quântico e apresentamos possíveis limite clássico para os sistemas em estudo. / The search for exact solutions of quantum systems has been raising the interest of many authors along the decades. Particularly for nding solutions that present classical limit. In this thesis we make a systematic study of the generation of analytic solutions for a class of quantum exactly solvable systems with position-dependent masses. We analyze the e ect of the presence of magnetic elds on some of those systems. We discuss the problem of the ordering quantum ambiguity and present possible classical limit for the systems considered.

Este trabalho possui como tema principal o estudo da dinâmica de sistemas quânticos da perspectiva da teoria de sistemas dinâmicos, em particular, do ponto de vista da teoria de controle. Os principais tópicos abordados são (i) a análise da controlabilidade dos sistemas quânticos em dimensão finita e infinita e (ii) a teoria generalizada de medição de sistemas quânticos com o objetivo de obter as equações diferenciais estocásticas associadas a sistemas submetidos a processos de medição contínuos. Com relação à controlabilidade de sistemas dinâmicos quânticos fechados em dimensão finita resgatamos da literatura os resultados, já consolidados, da aplicação da teoria de grupos e álgebras de Lie aos essa classe de sistemas dinâmicos. Em dimensão infinita, a aplicação direta das técnicas de controle geométrico já não ocorre diretamente. Em espaços de estados de dimensão infinita as técnicas de análise matemática devem ser mais sofisticadas, há problemas relacionados à convergência e problemas relacionados a operadores não limitados. Os principais resultados conhecidos da literatura são apresentados e suas limitações são discutidas. Realizamos em seguida uma analogia entre sistemas clássicos lineares e sistemas dinâmicos quânticos de dimensão infinita cuja dinâmica é restrita a uma álgebra de operadores auto adjuntos comutativa. Observamos também que a controlabilidade de alguns sistemas quânticos em dimensão infinita está associada a Hamiltonianos não lineares. Notamos, em particular, que os sistemas quânticos comutativos estão associados a operadores não lineares. Com relação à teoria de medição de sistemas quânticos, partimos da teoria de sistemas quânticos abertos para a obtenção da equação dinâmica que rege a evolução dos sistemas não conservativos. Em paralelo, realizamos uma análise da descrição matemáticas dos experimentos de medição em sistemas quânticos desde os postulados de medição ortogonal até a descrição de processos de medição contínuos. Observamos que a equação de Schrödinger estocástica associada a um processo de medição contínuo possui como gerador infinitesimal um Hamiltoniano não linear no operador auto adjunto associado ao observável. Realizamos em seguida uma discussão a respeito das implicações de processos de medição contínuos na dinâmica de sistemas quânticos, analisando possíveis impactos em sua controlabilidade. Analisamos também o caso particular de sistemas quânticos cujos operadores associados a sua dinâmica e a seus observáveis estão restritos a uma mesma álgebra comutativa. Concluímos com sugestões de trabalhos futuros relacionados controlabilidade em dimensão infinita e a à dinâmica de sistemas quânticos sujeitos a medição. / The main theme of this work is to study the dynamics of quantum systems from the perspective of the theory of dynamical systems, in particular, from the point of view of control theory. The main topics covered are (i) the analysis of controllability of quantum systems in finite and infinite dimensions and (ii) the general theory of measurement of quantum systems in order to get to the stochastic differential equations associated with systems subject to continuous measurement. Regarding the controllability of closed quantum dynamical systems in finite dimension, the standard results from the literature were presented: the application of group theory and Lie algebra to this class of dynamical systems. In infinite dimensions, the direct application of geometric control techniques is no longer possible. In infinite dimensional state spaces the mathematical analysis techniques need to be more sophisticated, there are problems related to convergence and issues related to unbounded operators. The main results known from the literature were presented and their limitations discussed. Then an analogy was performed between linear classical systems and infinite dimensional quantum dynamical systems whose dynamics is restricted to a commutative algebra of self adjoint operators. We also note that the controllability of some quantum systems in infinite dimension is associated with nonlinear Hamiltonians. We note, in particular, that the commutative quantum systems are associated with nonlinear operators. With respect to the measurement theory of quantum systems, we start in the structure of the theory of open quantum systems in order to obtain the dynamical equation governing the evolution of non-conservative systems. In parallel, we conducted an analysis of the mathematical description of the measurement experiments in quantum systems from the orthogonal measurement postulates to the description of continuous measurement. We noted that the stochastic Schrödinger equation associated with a continuous measurement process has as its infinitesimal generator a Hamiltonian nonlinear in the self-adjoint operator associated with the observable. Then a discussion about the implications of continuous measurement processes in the dynamics of quantum systems was conducted, analyzing possible impacts on its controllability. We also looked at the particular case of quantum systems whose operators associated with their dynamics and their observable are restricted to the same commutative algebra. We cluded with suggestions for future work related to controllability in infinite dimension and the dynamics of quantum systems subjected to measurement processes.

Este trabalho possui como tema principal o estudo da dinâmica de sistemas quânticos da perspectiva da teoria de sistemas dinâmicos, em particular, do ponto de vista da teoria de controle. Os principais tópicos abordados são (i) a análise da controlabilidade dos sistemas quânticos em dimensão finita e infinita e (ii) a teoria generalizada de medição de sistemas quânticos com o objetivo de obter as equações diferenciais estocásticas associadas a sistemas submetidos a processos de medição contínuos. Com relação à controlabilidade de sistemas dinâmicos quânticos fechados em dimensão finita resgatamos da literatura os resultados, já consolidados, da aplicação da teoria de grupos e álgebras de Lie aos essa classe de sistemas dinâmicos. Em dimensão infinita, a aplicação direta das técnicas de controle geométrico já não ocorre diretamente. Em espaços de estados de dimensão infinita as técnicas de análise matemática devem ser mais sofisticadas, há problemas relacionados à convergência e problemas relacionados a operadores não limitados. Os principais resultados conhecidos da literatura são apresentados e suas limitações são discutidas. Realizamos em seguida uma analogia entre sistemas clássicos lineares e sistemas dinâmicos quânticos de dimensão infinita cuja dinâmica é restrita a uma álgebra de operadores auto adjuntos comutativa. Observamos também que a controlabilidade de alguns sistemas quânticos em dimensão infinita está associada a Hamiltonianos não lineares. Notamos, em particular, que os sistemas quânticos comutativos estão associados a operadores não lineares. Com relação à teoria de medição de sistemas quânticos, partimos da teoria de sistemas quânticos abertos para a obtenção da equação dinâmica que rege a evolução dos sistemas não conservativos. Em paralelo, realizamos uma análise da descrição matemáticas dos experimentos de medição em sistemas quânticos desde os postulados de medição ortogonal até a descrição de processos de medição contínuos. Observamos que a equação de Schrödinger estocástica associada a um processo de medição contínuo possui como gerador infinitesimal um Hamiltoniano não linear no operador auto adjunto associado ao observável. Realizamos em seguida uma discussão a respeito das implicações de processos de medição contínuos na dinâmica de sistemas quânticos, analisando possíveis impactos em sua controlabilidade. Analisamos também o caso particular de sistemas quânticos cujos operadores associados a sua dinâmica e a seus observáveis estão restritos a uma mesma álgebra comutativa. Concluímos com sugestões de trabalhos futuros relacionados controlabilidade em dimensão infinita e a à dinâmica de sistemas quânticos sujeitos a medição. / The main theme of this work is to study the dynamics of quantum systems from the perspective of the theory of dynamical systems, in particular, from the point of view of control theory. The main topics covered are (i) the analysis of controllability of quantum systems in finite and infinite dimensions and (ii) the general theory of measurement of quantum systems in order to get to the stochastic differential equations associated with systems subject to continuous measurement. Regarding the controllability of closed quantum dynamical systems in finite dimension, the standard results from the literature were presented: the application of group theory and Lie algebra to this class of dynamical systems. In infinite dimensions, the direct application of geometric control techniques is no longer possible. In infinite dimensional state spaces the mathematical analysis techniques need to be more sophisticated, there are problems related to convergence and issues related to unbounded operators. The main results known from the literature were presented and their limitations discussed. Then an analogy was performed between linear classical systems and infinite dimensional quantum dynamical systems whose dynamics is restricted to a commutative algebra of self adjoint operators. We also note that the controllability of some quantum systems in infinite dimension is associated with nonlinear Hamiltonians. We note, in particular, that the commutative quantum systems are associated with nonlinear operators. With respect to the measurement theory of quantum systems, we start in the structure of the theory of open quantum systems in order to obtain the dynamical equation governing the evolution of non-conservative systems. In parallel, we conducted an analysis of the mathematical description of the measurement experiments in quantum systems from the orthogonal measurement postulates to the description of continuous measurement. We noted that the stochastic Schrödinger equation associated with a continuous measurement process has as its infinitesimal generator a Hamiltonian nonlinear in the self-adjoint operator associated with the observable. Then a discussion about the implications of continuous measurement processes in the dynamics of quantum systems was conducted, analyzing possible impacts on its controllability. We also looked at the particular case of quantum systems whose operators associated with their dynamics and their observable are restricted to the same commutative algebra. We cluded with suggestions for future work related to controllability in infinite dimension and the dynamics of quantum systems subjected to measurement processes.

A Termodinâmica foi concebida através da observação da eficiência no funcionamento mecânico de máquinas que dependiam da troca de temperatura e calor com meio. O paradigma de modelo nesses estudos foram máquinas idealizadas que operavam em ciclos tais como o ciclo de Carnot (o mais eficiente possível) e o ciclo de Otto. Esses ciclos de operação das máquinas ditas térmicas podem ser decompostos em trechos em que processos termodinâmicos, tais como adiabático e isotérmico, atuam. Contudo, embora a compreensão da eficiência no funcionamento dessas máquinas tenha sido o primeiro passo, esta teoria não ficou limitada a tal, se desenvolvendo ao ponto de ser considerada um dos pilares da Física moderna. Atualmente tem-se visto um crescimento substancial dos estudos da Termodinâmica considerando sistemas pequenos e/ou fora do equilíbrio termodinâmico. Resultados curiosos têm sido obtidos quando considerados sistemas pequenos tais que efeitos quânticos têm grande relevância. Nesta situação surge o que tem sido chamado de Termodinâmica quântica: as leis da Termodinâmica sendo obtidas a partir de flutuações descritas pela Mecânica Quântica. Naturalmente, um dos primeiros problemas a ser tratado nesta nova circunstância foi a eficiência de máquinas térmicas. Para a descrição dessas máquinas quânticas foi-se primeiro construído o que seriam os diferentes processos termodinâmicos que guiam o funcionamento da mesma. Baseado nesses resultados, as versões quânticas dos ciclos de Carnot e Otto, através dos quais essas máquinas operavam, foram também determinados e as propriedades das máquinas térmicas puderam ser exploradas e comparadas com seu análogo clássico. Nesta dissertação estudaremos diferentes tipos de máquinas térmicas operando no ciclo de Otto. Essas máquinas são descritas por Hamiltonianos de dois spins 1/2 que apresentam interação. Algumas características desses Hamiltonianos são exploradas e o papel das mesmas sobre a eficiência da máquina foram determinado. Comparamos também esta eficiência com os limites dados pelo ciclo de Carnot e o limite dado pela situação em que o acoplamento entre os spins é nulo. Diferentes situações físicas são exploradas e suas consequências determinadas. Por fim, proporemos algumas discussões sobre o papel da Mecânica Quântica no funcionamento destas máquinas. / Thermodynamics was conceived by observing the efficiency of the mechanical operation of machines that depended on the temperature and heat exchange with the surroundings. The paradigm model in these studies were idealized machines operating in cycles such as the Carnot cycle (the most efficient one) and the Otto cycle. These thermal operating cycles of the machines can be decomposed into parts that thermodynamic processes, such as isothermal and adiabatic, act. However, while the understanding of efficiency in the functioning of these machines has been the first step, this theory was not limited to this, being developed the point of being considered one of the pillars of modern Physics. Currently, it has seen a substantial growth of Thermodynamics studies considering small systems and / or out of equilibrium thermodynamical systems. Curious results have been obtained when considered small systems such that quantum effects are highly relevant. In this situation arises what has been called quantum thermodynamics: the laws of thermodynamics being derived from fluctuations described by Quantum Mechanics. Of course, one of the problems to be addressed in the new condition was the efficiency of heat engines. For a description of these quantum machines first was built what would be the different thermodynamical processes that guide the operation. Based on these results, the quantum versions of Carnot and Otto cycles, through which these machines operate, were also determined and the properties of thermal machines could be explored and compared with its classical analog. This thesis will study different types of heat engines operating in Otto cycle. Such machines are described by two spin 1/2 Hamiltonian presenting interaction. Some characteristics of these Hamiltonians are explored and the role of them on the machine efficiency were determined. We also compared this efficiency with the limits given by the Carnot cycle and the limit given by the situation which the coupling between the spins is zero. Different physical situations are explored and its consequences determined. Finally, we propose some discussions about the role of quantum mechanics in the operation of these machines.

O presente trabalho apresenta o estudo das propriedades da condensação de Bose-Einstein e da superfluidez em um sistema bosônico disposto em um arranjo unidimensional de potenciais periódicos em formato de anel. O Hamiltoniano efetivo usual em termos dos operadores de campo é implementado na representação construída em termos das funções de Bloch da primeira banda e o problema é resolvido por meio da sua diagonalização através de métodos numéricos. No limite de hopping pequeno, este modelo é essencialmente equivalente à representação usual do modelo de Bose-Hubbard, mas incorpora efeitos adicionais através das energias de Bloch de partícula independente e dos elementos da matriz de dois corpos na situação em que o hopping é grande [19]. Através da inclusão de rotação no sistema, as energias de partícula independente são forçadas a depender da velocidade angular. Isto implica, correspondentemente, uma dependência da velocidade angular nas funções de onda de partícula independente e nos resultados de muitos corpos obtidos através da diagonalização do Hamiltoniano. Com o objetivo de estudar a superfluidez, o critério de dois fluidos é empregado e através de resultados numéricos obtêm-se a variação da fração de superfluido com o quadrado da velocidade angular. Ainda, considera-se aqui uma expressão perturbativa para o parâmetro inercial do sistema expresso em termos das excitações do sistema sem rotação, o que permite relacionar as energias do sistema com rotação com aquelas do sistema sem rotação. Isto é particularmente interessante para obter a fração de superfluido em termos da informação espectral do sistema sem rotação. Resultados semelhantes podem ser encontrados através da definição de superfluido baseada na resposta do sistema a uma variação de fase, imposta através de condições de contorno torcidas [30, 33], mas com a diferença de que os desenvolvimentos aqui não fazem uso da hipótese do modo condensado. De maneira geral, os resultados numéricos obtidos indicam, que pelo menos para este sistema, as frações de superfluido e condensado são quantidades sem relação direta, sugerindo então que mesmo para sistemas gasosos diluídos a idéia de que a superfluidez é uma consequência da condensação de Bose-Einstein deve ser considerada com mais cuidado. / In this work we study the properties of Bose-Einstein condensation and superfluidity in a finite bosonic system in a 1-dimensional ring with a periodic potential under rotation. The usual field effective Hamiltonian is implemented in a representation constructed in terms of the first band Bloch functions and the problem is solved by numeric diagonalization. In the limit of small hopping, this model is essentially equivalent to the quasi-momentum representation of the usual Bose-Hubbard model but incorporates additional effects via Bloch single particle energies and two-body matrix elements in the case of large hopping [19]. By including rotation in the system we force the single particle energies to be a function of the angular velocity. This implies a corresponding angular velocity dependence of the single particle wavefunctions and many-body diagonalization results. In order to study superfluidity, we consider the two fluid criterion. Numerical results for the superfluid fraction involving the change of in rinsic ground state energy with the square of the angular velocity are obtained. We also consider a perturbative expression for the system inertial parameter expressed in terms of the excitation spectrum of the non rotating system, which enables us to relate the energies in the rotating system to the ones in the system without rotation. This is particularly interesting for obtaining superfluid fraction in terms of spectral information of the non rotating system. Similar results can be found by using the definition of superfluid fraction based on the response of the system to a phase variation imposed by means of twisted boundary conditions [30, 33], but with the difference that our developments do not assume the hypothesis of a condensate mode. Our numerical results indicate that in this system condensate and superfluid fractions are quite unrelated in terms of parameter values, indicating that even for dilute gases the concept that superfluidity is a consequence of Bose-Einstein condensation should be considered more carefully.

Orientador: Fernando Luis Semião da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Física, 2014

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-10-17T18:35:17Z No. of bitstreams: 1 JOÃO GUSTAVO DA SILVA SANTOS Ó – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2016.pdf: 3276092 bytes, checksum: f4b6dd7217e33af856588a93c1291306 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-17T18:35:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO GUSTAVO DA SILVA SANTOS Ó – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2016.pdf: 3276092 bytes, checksum: f4b6dd7217e33af856588a93c1291306 (MD5) Previous issue date: 2016-07 / Capes / Desenvolvemos neste trabalho um estudo teórico da aplicação da dinâmica de campo térmico sobre o modelo de Jaynes-Cummings. De acordo com a abordagem feita por Hashizume no artigo, A new perspective to formulate a dissipative ther mo eld dynamics aplicamos os mesmos conceitos para investigar o processo de relaxação envolvido no modelo de Jaynes-Cummings. Num primeiro momento, fi zemos uma revisão de alguns elementos primordiais para a compreensão de toda a discussão envolvida nessa dissertação. Em seguida, estudamos processos de relaxação em sistemas quânticos simples, para podermos, mais tarde, traçar um paralelo entre os resultados e estabelecer alguma relação com o que foi encontrado. Diante da dinâmica de campo térmico, mas conhecida como TFD (ThermoFieldDynamics), usamos uma abordagem feita por Hashiz um e colaboradores, e investigamos como o processo de relaxação se desenvolve mediante a representação via TFD. / We develop in this work, a the or etical study of the application of theThermo eld dynamics on the model of Jaynes-Cummings. According to the approach taken by Hashizu me in the article, A new perspective to formulate a dissipative thermo eld dynamics", we use the same concepts to investigate the relaxation process involved in model Jaynes-Cummings. In the rst moment, we did are view of some key elements to comprenção all the discussion involved in this dissertation. Then, we study relaxation processes in simple quantum systems, for we could later draw a parallel between the results and establish some relationship to what was found. Front the thermal eld dynamics, butknownas TFD, we use an approach made by Hashizu me and colaborators, and we investigated how the relaxation process it developed through there presentation via TFD.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJPCL.PDF: 1080081 bytes, checksum: 07c76f2cdbae84f911a239fe1765ffbe (MD5) Previous issue date: 2006-02-24 / Universidade Federal de Sao Carlos / On this thesis some aspects of relaxation processes and decoherence processes using deformed algebras of the harmonic oscillator, particularly the generalized deformed algebra (GDA algebra) and Kerr algebra were studied.Two situations were considered for this study: a) The system of interest is described as a non-linear harmonic oscillator interacting with a dissipative environment (thermal reservoir), b) the system of interest ( non deformed harmonic oscillator) interacts with a thermal reservoir described by a group of nonlinear quantum harmonic oscillators. An interesting result was found for the two situations , where we notice that the master equation and the expressions found, show the strong dependence of the nonlinearity introduced by the deformed algebra. On case (b) the obtained equations have a form identical to the nondeformed equations, but show new nonlinear coefficients not obtained in the reading.The influence of the reservoirs nonlinearity is noticed in the coefficients found. The phenomenon of decoherence, considered the thermal nonlinear reservoir and the compressed air reservoir that were studied. The master equation that rules the dynamics of the system and an estimated a time of decoherence were obtained , along with important results. It was observed that when there is an increase on the deformed parameter there is also an increase on the decoherence time, showing the nonlinearity contained in the reservoir acts in a significant way over the time of decoherence of the system. / Nesta tese nós estudamos alguns aspectos dos processos de relaxação e de decoerência utilizando as álgebras deformadas do oscilador harmônico, particularmente a álgebra deformada generalizada (GDA álgebra) e álgebra tipo Kerr. Para este estudo consideramos duas situações: (a) O sistema de interesse é descrito como um oscilador harmônico quântico não-linear interagindo com um meio dissipativo (reservatório térmico), e (b) O sistema de interesse (oscilador harmônico quântico sem deformação) interage com um reservatório térmico descrito por um conjunto de osciladores harmônicos quânticos não-lineares. Resultado interessante foi encontrado para as duas situações estudadas, onde observamos que a equação mestra e as expressões obtidas, mostram forte dependência da não-linearidade introduzida pela álgebra deformada. Para o caso (b) as equações obtidas possuem forma idêntica as equações sem deformação, mas apresentam novos coeficientes não-lineares ainda não obtidos na literatura. A influência da não-linearidade do reservatório é observada nos coeficientes encontrados. Também estudamos o fenômeno da decoerência considerando o reservatório térmico não-linear e o reservatório comprimido nãolinear. Obtemos a equação mestra que rege a dinâmica do sistema e estimamos o tempo de decoerência, onde obtemos um resultado importante. Para o tempo de decoerência observamos um crescimento do tempo a medida que os parâmetros de não-lineridade da álgebra crescem, mostrando que não-linearidade contida no reservatório age de maneira significativa sobre o tempo de decoerência do sistema.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4958.pdf: 1123197 bytes, checksum: 3891aa4b08428df497d8bd21a99744de (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / The Rabi model is the most complete one has to describe the interaction between radiation and matter. However, as it is difficult to obtain the exact solution to this model, many of recent atom-field studies have used the Jaynes-Cummings model, which eliminates the "counter rotating" terms from the Rabi Hamiltonian in an approach known as "rotating wave approximation". This approach was very precise to describe many experiments in quantum optics area in the past two decades, especially in the context of cavity quantum electrodynamics, where the atom-field coupling g is very weak compared to the atomic transition frequency ω0 and the cavity field frequency ωc. However, in recent experiments in the context of circuit quantum electrodynamics, the atom-field coupling can be comparable to the atom and field frequencies so that the rotating wave approximation is no longer valid. A first goal of the present work is to examine the validity of the rotating-wave approximation in the context of circuit quantum electrodynamics. We also take into account the dissipation of the system, and to do that we have analyzed two different models: a phenomenological approach where the master equation is derived by adding the free decay of the atom and the field, regardless of the interaction between them, and another microscope, where the master equation is derived by taking into account the interaction between the atom and the field. We then investigate what happens when one has two atoms interacting with the same field in the cavity, considering, for example, the "spontaneous" generation of correlations between the atoms mediated by the field, that is, assuming initially all subsystems (atoms and field) in their ground states, we study the dynamics of correlations generated between the atoms. To quantify those correlations we employ measures as quantum discord and entanglement of formation. / O modelo de Rabi é o mais completo que se tem para entender a interação entre radiação e matéria. Entretanto, por não se ter uma solução exata para esse modelo, muitos trabalhos recentes têm recorrido ao modelo de Jaynes-Cummings, que elimina do Hamiltoniano do sistema os termos contragirantes , em um processo conhecido como Aproximação de onda girante . Essa aproximação tem sido bastante precisa para descrever os experimentos na área de Óptica Quântica nas últimas duas décadas, especialmente no contexto da Eletrodinâmica Quântica de Cavidades, onde o acoplamento átomo-campo g é muito fraco comparado com a frequência de transição atômica ω0 e a frequência da cavidade ωc. Entretanto, em recentes experimentos no contexto de Eletrodinâmica Quântica de Circuitos, o acoplamento átomo-campo tem atingido valores comparáveis aos das frequências do átomo e do campo, de modo que a aproximação de onda girante deixa de ser válida. É nesse contexto que esse trabalho se encontra, isto é, avalia as situações em que a aproximação de onda girante deixa de ser válida e mostra, através da análise de algumas propriedades do sistema, as diferenças devidas à escolha do modelo. Levamos também em conta a dissipação do sistema, e para isso analisamos dois modelos distintos: um fenomenológico, onde a equação mestra é deduzida adicionando-se os decaimentos do átomo e do campo independentemente da interação entre eles, e outro microscópico, onde a equação mestra é deduzida considerando-se a interação entre o átomo e o campo. Investigamos, então, o que acontece quando se tem dois átomos interagindo com o mesmo campo na cavidade, analisando, por exemplo, a geração "espontânea" de correlações entre os átomos mediada pelo campo, isto é, assumindo que todos os subsis- temas (átomo e campo) estão inicialmente no seus estados fundamentais, nós estudamos a dinâmica das correlações geradas entre os átomos. Para quantificar essas correlações utilizamos medidas de discórdia quântica e emaranhamento de formação.

Submitted by Alaor Cervati Neto null (alaor_c_neto@yahoo.com.br) on 2018-02-01T18:40:52Z No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 2196475 bytes, checksum: eac241d8769cc274b9f87757c15cb5ef (MD5) / Rejected by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: 01) Primeira e segunda páginas antes da capa estão excedentes; 02) A ficha catalográfica deve ser na sequência da folha de rosto; 03) Na folha de aprovação deve constar a data (dia, mês e ano) da defesa 04) As folhas viii, 4, 42, 60, 66, 72, 74 e 78 estão em branco. Será encaminhado via e-mail o modelo das páginas pré-textuais para que você possa fazer as correções. Agradecemos a compreensão. on 2018-02-02T12:37:02Z (GMT) / Submitted by Alaor Cervati Neto null (alaor_c_neto@yahoo.com.br) on 2018-02-02T15:13:41Z No. of bitstreams: 2 Dissertação.pdf: 2196475 bytes, checksum: eac241d8769cc274b9f87757c15cb5ef (MD5) Dissertação corrigida.pdf: 2223044 bytes, checksum: 7fd8ad5a2c1a98b7bf95f401b2c2b358 (MD5) / Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2018-02-02T16:47:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cervatineto_a_me_sjrp.pdf: 2223044 bytes, checksum: 7fd8ad5a2c1a98b7bf95f401b2c2b358 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-02T16:47:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cervatineto_a_me_sjrp.pdf: 2223044 bytes, checksum: 7fd8ad5a2c1a98b7bf95f401b2c2b358 (MD5) Previous issue date: 2018-01-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A teoria de informação e computação quântica é uma área de pesquisa que vem crescendo de maneira acentuada nos últimos anos devido aos inúmeros avanços tecnológicos que a acompanham. Neste mestrado começamos nossos estudos nesta área de pesquisa onde nos introduzimos e aprofundamos em seus aspectos intrigantes e peculiares. Dada nossa formação inicial na área de ciências da computação, inicialmente nos dedicamos a entender os aspectos fundamentais da mecânica quântica, assim como da teoria de informação e computação quântica. Focamos principalmente nos sistemas quânticos abertos, visto que o maior obstáculo a ser superado para o desenvolvimento destes computadores é o efeito deletério do meio ambiente. A princípio, concentramos nossos estudos nos ditos processos não-Markovianos, que apresentam efeitos de memória. Aprendemos sobre as novas medidas de não-Markovianidade, principalmente as medidas baseadas na dinâmica do emaranhamento e na dinâmica da informação mútua. Conseguimos publicar nosso primeiro resultado, onde provamos a inequivalência destas duas medidas de não-Markovianidade. De fato, mostramos que tais medidas, em geral, podem discordar sobre o tipo de processo dissipativo, sendo que uma pode reconhecê-lo como Markoviano enquanto outra pode reconhecê-lo como não-Markoviano. Como mostramos, esta inequivalência está diretamente relacionada com o refluxo de informação do meio ambiente para o sistema, e como mensuramos tal informação nestas duas medidas distintas de não-Markovianidade. Finalmente, na fase final de nossos estudos, tivemos como objetivo encontrar um meio de otimizar o controle das operações lógicas. Especificamente, trabalhamos com um método numérico utilizado em sistemas fechados para otimizar sistemas abertos Markovianos. Observamos que a eficácia deste método depende do tipo e intensidade da interferência do ambiente e das condições iniciais do sistema, obtendo melhores resultados em casos específicos. / Quantum information theory and computation is a field of research that has been growing acutely in the past few years due to the many technological improvements it follows. In this masters’ course, we began our studies in this area of research where we were introduced and immersed in its intriguing and peculiar aspects. Given our initial formation in computer science, we initially dedicated ourselves to understanding the fundamentals of quantum mechanics, as well as of information theory and quantum computation. Our main focus were open quantum systems, since the greatest obstacle to the development of these computers is the harmful effect of the environment. At first, we concentrated our studies in the so called non-Markovian processes, that show memory effects. We learned about the new non-Markovianity measurements, mainly those based on the dynamics of entanglement and mutual information. We managed to publish our first result, where we proved the inequivalence of these two measurements of non-Markovianity. Indeed, we showed that such measurements, in general, can disagree about the dissipative process, so that one can regard it as Markovian and the other as non-Markovian. As we demonstrated, this inequivalence is directly related to the information back-flow from the environment to the system, and how this information is measured by each of the two distinct measurements. Finally, in the last stage of our studies, our goal was to find a way to optimize the control of the logical operations. Specifically, we worked with a numeric method used in closed systems to optimize Markovian open systems. We have observed that the effectiveness of this method depends on the type and intensity of the interference of the environment and of its initial conditions, attaining better results for specific cases.