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Dynamics of decoherence with dissipative subsystems

Augusto Massashi Horiguti

Published Aug 13, 2001• 0 citations
OpenAlex

Abstract

Apresentamos um estudo sobre o fenômeno da decoerência durante a evolução temporal de um estado atômico ao interagir com o campo eletromagnético de uma cavidade não ideal. Apresentamos um modelo em que o campo da cavidade esta acoplado a um banho externo e mostramos os efeitos dissipativos que este acoplamento pode gerar na decoerência para um sistema átomo campo. Discutimos as grandezas relevantes para analise da decoerência através de modelos analíticos e numéricos, principalmente entre os acoplamentos átomo campo e campo banho. Sugerimos que o retardamento observado no processo de decoerência seja uma característica geral em sistemas analisáveis como constituídos de três subsistemas acoplados sequencialmente, com propriedades espectrais e acoplamentos suficientemente assimétricos.

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Nessa dissertação, abordamos o problema de dois qubits interagindo com campos externos e entre si controladamente, de acordo com um Hamiltoniano considerado realista para implementação da porta lógica quântica XOR. Introduzimos acoplamentos entre as observáveis do sistema de dois qubits e um banho de osciladores harmônicos a fim de tratarmos o problema da dissipação e da decoerência. Primeiramente nós consideramos o limite no qual a decoerência é mais rápida que qualquer processo gerado pelo Hamiltoniano do sistema. Prosseguimos então, através do método numérico conhecido como Integrador Unitário, com o estudo da matriz densidade do sistema durante a operação da porta lógica quântica sem incluir, inicialmente, o acoplamento com o banho de osciladores harmônicos. Finalmente, implementamos o método numérico conhecido como Propagador quase adiabático para estudar a decoerência e a dissipação durante a operação da porta lógica quântica XOR, a fim de analisarmos os aspectos perturbativos do sistema quântico de dois qubits.

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