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dc.contributor.authorSouza, Paulo José Paulino de
dc.date.accessioned2022-05-19T11:25:37Z
dc.date.available2022-05-19T11:25:37Z
dc.date.issued2022-03-29
dc.identifier.citationSOUZA, Paulo José Paulino de. Optimization and application of the quantum adiabatic theorem, and the quantum origin of classical interference. 2022. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16149.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16149
dc.description.abstractIn this master’s thesis, we developed three different topics. In the first topic, we studied the quantum adiabatic brachistochrone method (QAB) for optimizing adiabatic dynamics. In the first part of this study, we reported the investigation of the charging and discharging processes of a transmon superconducting three-level quantum battery. The charging process was enhanced using the QAB method, in which we analyzed the effect of constraining the interpolation functions. We completed the battery study by showing that its self-discharging process, which is how the device loses its charge to the environment, is non- Ohmic. Furthermore, we considered the application of the QAB method to the adiabatic Grover algorithm for times when there are limited resources for its execution, for instance when there is a limit on the maximum power of the external fields or in the available total energy. The second part is concerned with the theory of the D-Wave’s quantum annealer and its limitations, as the lack of global connections between the qubits. For evaluating the state-of-the-art of this quantum simulator, we solved the traveling salesman problem on it. Moreover, we did a literature review about problems this processor can handle and different strategies to avoid its limitations. Finally, in the third topic, we proved that describing light-matter interaction using quantum fluctuations yields ambiguities for multi-modes of light. We showed that classical interference emerges in quantum optics due to collective bright and dark states of light. In a multi-mode case, the criterion for a ground-state atom to be excited is the existence of a projection on non-dark states rather than quantum fluctuations.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoengeng
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.subjectTeorema adiabático quânticopor
dc.subjectBraquistócrona adiabática quânticapor
dc.subjectBusca adiabática quânticapor
dc.subjectBaterias quânticas supercondutoraspor
dc.subjectRecozimento quânticopor
dc.subjectInterferência quânticapor
dc.subjectQuantum adiabatic theoremeng
dc.subjectQuantum adiabatic brachistochroneeng
dc.subjectQuantum adiabatic searcheng
dc.subjectSuperconducting quantum batterieseng
dc.subjectQuantum annealingeng
dc.subjectQuantum interferenceeng
dc.titleOptimization and application of the quantum adiabatic theorem, and the quantum origin of classical interferenceeng
dc.title.alternativeOtimização e aplicações do teorema adiabático quântico e a origem quântica da interferência clássicapor
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Villas-Bôas, Celso Jorge
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5700887540085418por
dc.contributor.advisor-co1Santos, Alan Costa dos
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1255357818067868por
dc.description.resumoNesta dissertação desenvolvemos três tópicos. No primeiro tópico estudamos o método da braquistócrona adiabática quântica (QAB) para otimizar dinâmicas adiabáticas. Na primeira parte desse estudo investigamos o carregamento e o descarregamento de uma bateria quântica supercondutora transmon de três níveis. O processo de carga dessa bateria foi acelerado usando o método da QAB, de onde fizemos uma análise sobre a aplicação de vínculos nas funções de interpolação. Completamos o estudo descrevendo o processo de auto-descarga da bateria, que é como ela perde sua carga para o ambiente, e verificamos que ele é não-Ôhmico. Além disso, aplicamos a QAB ao algorítimo de Grover adiabático para quando há limitação de recursos para sua execução, por exemplo quando há limite na potência máxima dos campos externos ou na energia total disponível. A segunda parte da dissertação é sobre a teoria do computador quântico da D-Wave e suas limitações, como a falta de conexões globais entre os qubits. Para avaliar o estado da arte da tecnologia, resolvemos nesse computador o problema do caixeiro viajante. Além disso, fizemos um revisão bibliográfica sobre os problemas que o annealer quântico pode resolver e sobre as estratégias para superar suas limitações experimentais. Por último, no terceiro tópico provamos que a descrição da interação entre luz e matéria usando flutuações quânticas leva a ambiguidades para casos com muitos modos de luz. Mostramos que a interferência clássica surge na ótica quântica pelo comportamento coletivo dos modos de luz, de onde emerge os estados bright a dark da luz. No caso de muitos modos, o critério para um átomo no estado fundamental ser excitado é a existência de projeções em estados não dark, e não as flutuações quânticas.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::FISICA CLASSICA E FISICA QUANTICA; MECANICA E CAMPOSpor
dc.description.sponsorshipId88887.486234/2020-00por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/4170390624045232por


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