Estimação Bayesiana para termometria colisional e computação quântica não-holonômica em tempo ótimo

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Alves, Gabriel Oliveira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bayesian inference; Computação quântica; Inferência bayesiana; Informação quântica; Quantum computing; Quantum information; Termodinâmica; Thermodynamics
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-31072023-135251/

Realizamos, nesta dissertação, uma investigação a respeito de dois tópicos distintos. Inicialmente lidamos com o formalismo Bayesiano e com o desafio de como introduzi-lo na termometria quântica um campo que explora o alto nível de controle em dispositivos coerentes a fim de oferecer precisão aprimorada na inferência de temperaturas. Em partic- ular, nós investigamos estratégias de estimação concretas, com foco na termometria coli- sional, um protocolo onde uma série de ancilas interage sequencialmente com um sistema de interesse, sondando sua temperatura. Esta abordagem é facilmente implementável e também propícia experimentalmente. Ademais, ela também assegura que a desigualdade de Cramér-Rao seja saturada no limite assintótico. Sutilezas a respeito da informação prévia da temperatura do sistema também são discutidas e analisadas em termos de uma desigualdade de Cramér-Rao modificada, associada a Van Trees e Schützenberger. Já na parte final deste trabalho, abordamos o problema de computação quântica não- adiabática. Isto é, nós investigamos uma implementação baseada em sistemas . Sabe-se que um sistema de três níveis pode ser utilizado na configuração de tipo de modo que um conjunto universal de portas lógicas quânticas seja construído. Este tipo de implemen- tação permite tempos de operação muito curtos, que amenizam os efeitos da decoerência. Esta escolha pode ser, contudo, acompanhada da invalidação da aproximação de onda gi- rante (RWA) devido às escalas de tempo equivalentes entre os termos girantes e a duração do pulso; o que afeta a dinâmica do sistema de maneira significativa. Nosso objetivo consiste em investigar a competição entre os efeitos dissipativos e a validade da RWA, obtendo um regime ótimo de operação para as portas quânticas holonômicas.