Refrigeração quântica: termodinâmica e informação

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Soldati, Rodolfo Reis
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Arrefecimento algorítmico; Coerências quânticas; Dicke model; Emaranhamento.; Entanglement; Heat-bath Algorithmic Cooling; Quantum coherences; Qubits virtuais; Virtual qubits
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-19102023-092521/

A teoria do refrigeração é um importante pilar da termodinâmica, subjacente a muitas aplicações tecnológicas modernas. Conforme o campo da termodinâmica quântica avança, as técnicas de refrigeração devem acompanhar o ritmo para impulsionar as inovações das tecnologias quânticas. Estudamos o resfriamento quântico desde suas bases até as implementações em laboratório, começando pela técnica de heat-bath algorithmic cooling. Esse estudo inclui modelagem de imperfeições experimentais, estabelecendo os limites de resfriamento conhecidos que se aplicam a esse regime e consolidando o algoritmo como um método de refrigeração eficiente. Em seguida, ao desenvolver a noção de qubits virtuais, demonstramos um protocolo, robusto contra implementações experimentais, que melhora técnicas usuais de arrefecimento e é provido por coerências quânticas. Com o objetivo de contribuir para o avanço das tecnologias de refrigeração, concluímos estudando as propriedades de equilíbrio a temperatura zero de um sistema de muitos corpos que pode acomodar um refrigerador de absorção quântica autônomo, e calculamos suas propriedades críticas e de emaranhamento, dois traços que, assim como coerência quântica, podem ser usados no aprimoramento da performance de refrigeradores quânticos.