Estudo da primeira lei da termodinâmica para um sistema quântico de dois níveis acoplado com um ambiente térmico

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Silva, Acson Clementino da lattes
Orientador(a): Bernardo, Bertúlio de Lima lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Física
Departamento: Física
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Termodinâmica quântica
Sistemas quânticos abertos
Energia coerente
Open quantum systems
Quantum thermodynamics
Coherent energy
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/32248
Resumo: Nesta dissertação é apresentada uma revisão dos conceitos da mecânica quântica, tratando de sistemas de dois níveis (qubits) como parte de um sistema composto, com a utilização do formalismo de matriz densidade. Utilizando o método de operadores de Kraus, estudamos a evolução de sistemas sujeitos a ruídos causados pelo ambiente, como no caso do canal de amortecimento de amplitude generalizado. Para que fosse possível fazer uma análise das informações obtidas, foi feita uma revisão geral sobre as entropias de Shannon e de von Neumann, além das suas propriedades. Também é apresentada uma visão quântica da termodinâmica, dando ênfase à primeira e segunda leis da termodinâmica clássica. O estudo se concentra em estudar os processos energéticos que se apresentam quando um qubit está acoplado a um ambiente térmico. A evolução do sistema composto é descrita através de uma transformação unitária, e as propriedades termodinâmicas do qubit são analisadas através de uma definição mais geral da primeira lei da termodinâmica quântica em que o papel da coerência quântica é destacado.
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A evolução do sistema composto é descrita através de uma transformação unitária, e as propriedades termodinâmicas do qubit são analisadas através de uma definição mais geral da primeira lei da termodinâmica quântica em que o papel da coerência quântica é destacado.In this dissertation, a review of the concepts of quantum mechanics is presented, dealing with two-level systems (qubits) as part of a composite system, using the density matrix formalism. Using the method of Kraus operators, we study the evolution of systems subject to noise caused by the environment, such as in the case of the generalized amplitude damping channel. In order to be able to analyze the information obtained, a general review of Shannon and von Neumann entropies and their properties is made. A quantum view of thermodynamics is also presented, emphasizing the first and second laws of classical thermodynamics. The study focuses on studying the energetic processes that occur when a qubit is coupled to a thermal environment. The evolution of the composite system is described through a unitary transformation, and the thermodynamic properties of the qubit are analyzed through a more general definition of the first law of quantum thermodynamics, in which the role of quantum coherence is highlighted.Submitted by Jackson R. L. A. Nunes (jackson@biblioteca.ufpb.br) on 2024-10-30T10:32:08Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) AcsonClementinoDaSilva_Dissert.pdf: 900453 bytes, checksum: fc230e795fdecfe4b22835f2d96e09a3 (MD5)Made available in DSpace on 2024-10-30T10:32:08Z (GMT). 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