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Características quânticas de sistemas compostos: geometria, dinâmica e termodinâmica

Processo: 17/03727-0
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2017 - 31 de julho de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
Pesquisador responsável:Diogo de Oliveira Soares Pinto
Beneficiário:Diogo de Oliveira Soares Pinto
Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Correlação quântica  Informação quântica  Teoria quântica  Ressonância magnética nuclear 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Correlações Quânticas | decoerência | Informação Quântica | Processamento da Informação Quântica por RMN | Informação Quântica

Resumo

A ciência da informação quântica é uma área do conhecimento de recente desenvolvimento. Ela se baseia no estudo da Física das propriedades quânticas de sistemas compostos que permitem novas e mais eficientes formas de codificar, processar e distribuir a informação entre as partes. Apesar do rápido crescimento da área nas últimas duas décadas, principalmente no que diz respeito ao desenvolvimento de tecnologias comercializáveis relacionadas à criptografia e à computação, a fragilidade aos efeitos da decoerência na maior parte dos recursos quânticos tem dificultado o desenvolvimento em larga escala de redes de comunicação quânticas seguras. Neste projeto discutiremos ideias relacionadas tanto a fundamentos quanto a aplicações da Física da Informação Quântica. No que se refere a fundamentos, investigaremos problemas relacionados à geração de dinâmicas não-Markovianas, à conexão entre geometria de estados quânticos e à termodinâmica fora do equilíbrio e, por fim, o papel do tempo na teoria quântica através de um modelo de relógio quântico. Na abordagem referente às aplicações, investigaremos como uma quantidade metrológica pode ser usada para inferir o grau de correlação de um estado quântico, assim como o efeito de uma dinâmica não-Markoviana na eficiência de uma máquina térmica quântica, a implementação de um protocolo de metrologia quântica sequencial para estimar a temperatura de um banho térmico e, finalmente, como classificar a dinâmica de um sistema através de relações de flutuação. Em alguns desses tópicos, utilizaremos simuladores quânticos baseados em sistemas de Ressonância Magnética Nuclear à temperatura ambiente como protótipos para testes em condições realísticas. (AU)

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Publicações científicas (16)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
CARMO, RAFAEL S.; SOARES-PINTO, DIOGO O.. Quantifying resources for the Page-Wootters mechanism: Shared asymmetry as relative entropy of entanglement. HYSICAL REVIEW, v. 103, n. 5, p. 13-pg., . (17/03727-0)
MARTINS, JACKES; DEFAVERI, LUCIANNO; SOARES-PINTO, DIOGO O.; DUARTE QUEIROS, SILVIO M.; MORGADO, WELLES A. M.. Non-Markovianity, entropy production, and Jarzynski equality. PHYSICAL REVIEW E, v. 103, n. 2, p. 16-pg., . (17/03727-0)
NAVES, CAIO B.; PIRES, MARCELO A.; SOARES-PINTO, DIOGO O.; DUARTE QUEIROS, SILVIO M.. Quantum walks in two dimensions: controlling directional spreading with entangling coins and tunable disordered step operator. Journal of Physics A-Mathematical and Theoretical, v. 56, n. 12, p. 26-pg., . (17/03727-0)
MOREIRA, S., V; MARQUES, B.; PAIVA, R. R.; CRUZ, L. S.; SOARES-PINTO, D. O.; SEMIAO, F. L.. Enhancing quantum transport efficiency by tuning non-Markovian dephasing. HYSICAL REVIEW, v. 101, n. 1, p. 5-pg., . (17/03727-0)
HU, CHANG-KANG; SANTOS, ALAN C.; CUI, JIN-MING; HUANG, YUN-FENG; SOARES-PINTO, DIOGO O.; SARANDY, MARCELO S.; LI, CHUAN-FENG; GUO, GUANG-CAN. Quantum thermodynamics in adiabatic open systems and its trapped-ion experimental realization. NPJ QUANTUM INFORMATION, v. 6, n. 1, . (17/03727-0)
MENDES, LEANDRO R. S.; SOARES-PINTO, DIOGO O.. Time as a consequence of internal coherence. PROCEEDINGS OF THE ROYAL SOCIETY A-MATHEMATICAL PHYSICAL AND ENGINEERING SC, v. 475, n. 2231, . (17/03727-0)
MOREIRA, V, S.; MARQUES, B.; PAIVA, R. R.; CRUZ, L. S.; SOARES-PINTO, D. O.; SEMIAO, F. L.. Enhancing quantum transport efficiency by tuning non-Markovian dephasing. Physical Review A, v. 101, n. 1, . (17/03727-0)
FIUSA, GUILHERME; SOARES-PINTO, DIOGO O.; PIRES, DIEGO PAIVA. Fidelity-based distance bounds for N-qubit approximate quantum error correction. HYSICAL REVIEW, v. 107, n. 3, p. 11-pg., . (17/03727-0)
MARTINELLI, TIAGO; SOARES-PINTO, DIOGO O.. Quantifying quantum reference frames in composed systems: Local, global, and mutual asymmetries. HYSICAL REVIEW, v. 99, n. 4, p. 10-pg., . (17/07973-5, 17/03727-0)
MARTINELLI, TIAGO; SOARES-PINTO, DIOGO O.. Quantifying quantum reference frames in composed systems: Local, global, and mutual asymmetries. Physical Review A, v. 99, n. 4, . (17/03727-0, 17/07973-5)
MARTINS, JACKES; DEFAVERI, LUCIANNO; SOARES-PINTO, DIOGO O.; DUARTE QUEIROS, SILVIO M.; MORGADO, WELLES A. M.. Non-Markovianity, entropy production, and Jarzynski equality. Physical Review E, v. 103, n. 2, . (17/03727-0)
DIOGO SOARES-PINTO; CAIO NAVES. O Interferômetro de Mach-Zehnder e a Escolha Retardada Quântica. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 43, . (17/03727-0)
SOARES-PINTO, DIOGO O.. Quantum Information Science: From foundations to new technologies. PHYSICA B-CONDENSED MATTER, v. 653, p. 2-pg., . (17/03727-0)
PIRES, DIEGO PAIVA; SOARES-PINTO, DIOGO O.; VERNEK, E.. Dynamics of quantum resources in regular and Majorana fermion systems. HYSICAL REVIEW, v. 105, n. 4, p. 20-pg., . (17/03727-0)
NAVES, CAIO B.; PIRES, MARCELO A.; SOARES-PINTO, DIOGO O.; DUARTE QUEIROS, SILVIO M.. Enhancing entanglement with the generalized elephant quantum walk from localized and delocalized states. HYSICAL REVIEW, v. 106, n. 4, p. 13-pg., . (17/03727-0)
ROSSI, VINICIUS P.; SOARES-PINTO, DIOGO O.. Wigner's friend and the quasi-ideal clock. HYSICAL REVIEW, v. 103, n. 5, p. 13-pg., . (17/03727-0)

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