Platforms based on semiconductors for application in quantum computing

dc.contributor.advisor1Castelano, Leonardo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1397190485811267por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-4746-3657por
dc.contributor.authorCunha, Iann
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/7282573279070179por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0003-2634-9166por
dc.date.accessioned2023-07-12T22:01:14Z
dc.date.available2023-07-12T22:01:14Z
dc.date.issued2023-06-02
dc.description.abstractThis thesis is composed of three parts. In the first part, a study of transport in semiconductor nanowires is carried out, in which the multichannel scattering occurs in a certain finite region, providing a reentrance in the conductance. This reentrance is analyzed in zero magnetic field configuration for cases where there is a strong spin-orbit coupling and for a structural deformation in the nanowire, where it suffers a localized expansion. Furthermore, both cases are also investigated in the presence of a magnetic field, where the reentrance also appears in higher energy channels. In the second part of this thesis, machine learning is applied to successfully determine physical parameters of two qubits in coupled semiconductor quantum dots, with the aim of locally measuring the qubits and reducing the necessary measurements performed in the laboratory. In the third part of the thesis, the study focuses on the interaction of distant qubits formed by quantum dots. These qubits are modeled by a spin chain with nearest neighbor interactions and the goal is to implement SWAP and CNOT quantum logic gates in this spin network. Finally, by using SWAP gates, it is possible to propagate quantum information along the spin chain. When noise effects are taken into account, there is a relevant difference in the order of application of the logic gates, which leads to an increase or decrease in the effectiveness of the application of quantum gates.eng
dc.description.resumoEsta tese é composta de três partes. Na primeira parte, é realizado um estudo de transporte em nanofios semicondutores, no qual o espalhamento multicanal ocorre em uma determinada região finita, proporcionando uma reentrância na condutância. Essa reentrância é analisada em configuração de campo magnético nulo para casos onde há um forte acoplamento spin-órbita e para uma deformação estrutural no nanofio, onde ele sofre uma expansão localizada. Além disso, ambos os casos também são investigados na presença de um campo magnético, agora apresentando reentrâncias em canais de maior energia. Na segunda parte desta tese, o aprendizado de máquina é aplicado para determinar com sucesso parâmetros físicos de dois qubits em pontos quânticos semicondutores acoplados, com o objetivo de medir localmente os qubits e reduzir as medições necessárias realizadas em laboratório. Na terceira parte da tese, o estudo foca na interação de qubits distantes formados por pontos quânticos. Esses qubits são modelados por uma cadeia de spin com interações de vizinhos mais próximos e o objetivo é implementar portas lógicas quânticas SWAP e CNOT nessa rede de spin. Finalmente, usando portas SWAP, é possível propagar a informação quântica ao longo da cadeia de spin. Quando os efeitos do ruído são levados em consideração, há uma diferença relevante na ordem de aplicação das portas lógicas, o que leva ao aumento ou diminuição da efetividade da aplicação das portas quânticas.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.description.sponsorshipId88882.426440/2019-01por
dc.identifier.citationCUNHA, Iann. Platforms based on semiconductors for application in quantum computing. 2023. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/18273.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/18273
dc.language.isoengpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectSemiconductorseng
dc.subjectNanowireeng
dc.subjectSpin qubitseng
dc.subjectRashbaeng
dc.subjectQuantum computationeng
dc.subjectQuantum dotseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::TRANSP.ELETRONICOS E PROP. ELETRICAS DE SUPERFICIES;INTERFACES E PELICULASpor
dc.titlePlatforms based on semiconductors for application in quantum computingeng
dc.title.alternativePlataformas baseadas em semicondutores para aplicação em computação quânticapor
dc.typeTesepor

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Nome:
Platforms_based_on_semiconductors_for_application_in_quantum_computing_12072023.pdf
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Descrição:
Tese de Doutorado