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dc.contributor.authorRuiz, Carlos Mario Rivera
dc.date.accessioned2020-01-28T18:25:51Z
dc.date.available2020-01-28T18:25:51Z
dc.date.issued2019-10-03
dc.identifier.citationRUIZ, Carlos Mario Rivera. Optimal quantum control applied to quantum dots. 2019. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12179.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12179
dc.description.abstractIn the present study, we review the one-qubit dynamics and we offer a new unifying interpretation of the Landau-Zenner and the Rabi dynamics, by indicating the physical elements responsible for the manifestation of one phenomenon or the other, without the need to define them as separate phenomena. Furthermore, we demonstrate the possibility of electrically implementing quantum gates with high fidelity in two different platforms of quantum dots, with the assistance of the two-point boundary-value quantum control paradigm (TBQCP). In the first platform consisting of a double quantum dot (DQD) embedded in a nanowire, we optimized single qubit pulses corresponding to three quantum gates assuring a fidelity for every gate higher than 0,99. Also we compare the dynamical efficiency of the optimized pulses via the TBQCP method, respect to the other dynamical mechanisms (Rabi and Landau-Zener); and we found that TBQCP can provide pulses that can perform tasks in shorter times. For the second platform consisting of an electrostatical DQD, we implement the quantum permutation algorithm (QPA), which requires the quantum superposition of states with well-defined relative phases. Because of the necessity of using at least a three level system in this algorithm, we use hybrid qubits instead of spin qubits. In order to find the optimal AC electric fields that implement the required quantum gates, we apply the TBQCP method. By employing such method, we were able to determine optimal electric pulses that perform the quantum gates with high fidelity and in times faster than decoherence and relaxation time. Our results demonstrate the possibility of achieving all-electrical universal quantum gates in DQDs by means of optimal quantum control.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoengpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectControle quântico ótimopor
dc.subjectInformação quânticapor
dc.subjectPontos quânticospor
dc.subjectOptimal quantum controleng
dc.subjectQuantum informationeng
dc.subjectQuantum dotseng
dc.titleOptimal quantum control applied to quantum dotseng
dc.title.alternativeControle ótimo quântico aplicado em pontos quânticospor
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Castelano, Leonardo Kleber
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1397190485811267por
dc.description.resumoNeste trabalho, revisamos a dinâmica de um-qubit e oferecemos uma interpretação unificadora das dinâmicas de Landau-Zener e de Rabi, indicando os elementos físicos responsáveis pela manifestação de um fenômeno ou de outro, sem a necessidade de defini-los como fenômenos separados. Além disso, demonstramos a possibilidade de implementar portas quânticas de alta fidelidade em duas plataformas diferentes de pontos quânticos, com a assistência do método numérico da teoria de controle ótimo quântico “two-point boundary-value quantum control paradigm ” (TBQCP). Na primeira plataforma que consiste de um ponto quântico duplo (DQD) incorporado em um nanofio, otimizamos pulsos elétricos correspondentes a três portas quânticas de um-qubit com fidelidade maior que 0,99. Também comparamos a eficiência da dinâmica com o pulso otimizado obtida através do TBQCP em relação aos outros mecanismos dinâmicos (Rabi e Landau-Zener); e descobrimos que o TBQCP pode fornecer pulsos capazes de executar tarefas em tempos mais curtos. Para a segunda plataforma que consiste de um DQD eletrostático, implementamos o algoritmo de permutação quântica (QPA), o que requer a superposição quântica de estados com fases relativas bem definidas. Devido à necessidade de usar pelo menos um sistema de três níveis nesse algoritmo, usamos qubits híbridos em vez de spin qubits. Para encontrar os campos elétricos AC ideais que implementam as portas quânticas necessárias, aplicamos o método TBQCP. Empregando esse método, fomos capazes de determinar pulsos elétricos ideais que executam as portas quânticas com uma alta fidelidade e em tempos mais rápidos do que os tempos de decoerência e relaxamento. Os nossos resultados demonstram a possibilidade de realizar portas quânticas universais totalmente elétricas em DQDs por meio do controle ótimo quântico.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::ESTADOS ELETRONICOSpor
dc.description.sponsorshipIdCAPES: código de financiamento - 001por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/1713316388405370por


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