Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

The effect of dissipation on quantum systems with local constraints

Marko Aničin

Published Sep 25, 2026• 0 citations
OpenAlex

Abstract

V magistrskem delu obravnavamo vpliv disipacije na dinamiko kvantnih večdelčnih sistemov z lokalnimi omejitvami, ki določajo dostopni del Hilbertovega prostora. Obravnavamo dva primera takšne omejene dinamike, ki ju je mogoče realizirati v kvantnih simulatorjih s hladnimi atomi: model PXP, ki opisuje verigo Rydbergovih atomov v režimu blokade in lahko kaže dolgotrajne oscilacije, povezane s kvantnimi večdelčnimi brazgotinami, ter spin-$1/2$ $mathrm{U}(1)$ kvantni povezavni model (ang. quantum link model), ki predstavlja formulacijo umeritvene teorije na mreži, v kateri je fizikalni podprostor določen z Gaussovim zakonom. V prvem delu pokažemo, da lahko ustrezno strukturirana disipacija v režimu močne disipacije efektivno vsili Rydbergovo blokado in tako omogoči realizacijo dinamike modela PXP, kar lahko razumemo kot posledico kvantnega Zenonovega učinka. V drugem delu preučimo vpliv neizogibne disipacije in drugih eksperimentalnih nepopolnosti pri realizaciji kvantnega povezavnega modela. S primerjavo eksperimentalnih podatkov s simulacijami disipativne dinamike ocenimo glavne izvore nepopolnosti v hladnoatomskem Bose-Hubbardovem simulatorju ter analiziramo njihov vpliv na kršenje Gaussovega zakona in posledično na zmožnost simulacije umeritvenih teorij na mreži. Naši rezultati kažejo, da je vpliv disipacije na sisteme z lokalnimi omejitvami odvisen tako od njene jakosti kot tudi strukture. Ustrezno strukturirana močna disipacija lahko nadomesti oziroma ojača lokalne omejitve, vendar tipično ni inherentno prisotna v eksperimentu, medtem ko neželena naravna disipacija praviloma duši koherentno dinamiko sistema.

Related papers

Solving the maximum independent set problem using the Pulser quantum emulator

Martin Radman

V diplomski nalogi obravnavamo problem največje neodvisne množice in njegovo reševanje z uporabo kvantnega emulatorja Pulser. Ta nam omogoča emulacijo Pasqalovega kvantnega računalnika, ki temelji na tehnologiji nevtralnih atomov. Problem najprej formuliramo kot kvadratični binarni optimizacijski problem brez omejitev (QUBO) in ga nato prevedemo v problem iskanja osnovnega stanja ustreznega Hamiltonskega operatorja. Za reševanje uporabimo adiabatni kvantni algoritem, pri katerem kvantni sistem počasi razvijamo od enostavno pripravljenega začetnega stanja do končnega stanja, ki kodira rešitev problema. Obravnavamo tudi fizikalni model Rydbergovih atomov, ki omogoča naravno implementacijo problema na enotskih diskovnih grafih. Algoritem implementiramo in analiziramo v knjižnici Pulser. Rezultati simulacij pokažejo, da uspešnost metode narašča z daljšim časom evolucije in je odvisna od izbire parametrov, kot sta Rabijeva frekvenca in frekvenčni odmik. Delo tako potrjuje, da kvantni pristopi predstavljajo obetavno smer za reševanje kombinatoričnih optimizacijskih problemov.

•Jul 9, 2026•0 citations

Real-space correlations in dissipative quantum systems

Etienne Gärtner

In der vorliegenden Arbeit werden dissipative Quantenstorstellen-Systeme betrachtet, in denen verschieden geartete Storstellen an eine gemeinsame dissipative Umgebung koppeln. Die dissipative Umgebung wird hierbei in beiden Fallen durch eine eindimensionale Kette von Bosonen mit ohmscher Spektraldichte beschrieben. Da durch die Kopplung von Storstellen an die Umgebung deren Translationsinvarianz gebrochen wird, ergibt sich die Frage, inwiefern verschiedenartige Storstellen innerhalb der eindimensionale Kette nachweisbar sind. Hierzu werden statische thermische Erwartungswerte innerhalb der Kette als Funktion des Abstandes zu den Storstellen in beiden Modellen betrachtet. In dem zuerst betrachteten Modell fungiert ein Oszillator als Storstelle, der mit sich selbst durch Dichte-Dichte-Wechselwirkungen interagieren kann. Bei Abwesenheit dieser Selbstwechselwirkung konnen die Bewegungsgleichungen des betrachteten, rein bosonischen Modells, vollstandig analytisch gelost werden. Im Grenzfall unendlich starker Selbstwechselwirkung geht das Modell in das bekannte Spin-Boson Modell uber [2, 4]. Dieses zeigt einen Kosterlitz-Thouless Quantenphasenubergang in Abhangigkeit der Kopplungsstarke zwischen Storstellenoszillator und Umgebung. Hierbei findet der Ubergang zwischen einer delokalisierten Phase und einer lokalisierten Phase auf der Storstelle statt. Wahrend in der delokalisierten Phase eine endliche Tunnelwahrscheinlichkeit zwischen den beiden moglichen Zustanden der Storstelle besteht, wird die Storstelle in der lokalisierten Phase durch die starke Kopplung an ihre Umgebung in einem der beiden Zustande eingefroren und ein Tunneln ist nicht mehr moglich. Da das System fur endliche Selbstwechselwirkungsstarken nicht analytisch losbar ist, verwenden wir in diesem Parameterregime die Numerische Renormierungsgruppenmethode (NRG), um Resultate zu erhalten. Basierend auf den Ergebnissen der NRG-Berechnungen wird ein Phasendiagramm entwickelt, welches eine Linie von Quantenphasenubergangen als Funktion der Kopplungsstarke zwischen Storstellenoszillator und Umgebung fur alle Werte der Selbstwechselwirkung der Storstelle aufweist. Fur das zweite betrachtete Modell werden zwei magnetische Spin-1/2 Momente als Storstellen gewahlt, die in einem endlichen Abstand voneinander an die gemeinsame Umgebung koppeln. Dieses Modell wurde bereits ausgiebig fur den Fall untersucht, dass

•May 5, 2014•0 citations

Impact of quantum computers on cyber security

Sebastian Plešec

V diplomskem delu je analiziran vpliv kvantnih računalnikov na varnost protokolov RSA, ECC in AES. Podan je teoretični pregled vpliva kvantnega računalništva na kibernetsko varnost ter izvedene praktične simulacije, ki prikazujejo, kako kvantna algoritma Shor in Grover ogrožata klasične kriptografske sisteme. Simulacije so bile izvedene lokalno na idealnem simulatorju in v oblaku na kvantnem procesorju IBM Quantum. Lokalni rezultati so potrdili teoretično ranljivost RSA in ECC ter delno oslabitev AES. Izvedba algoritmov v oblaku je pokazala, da trenutni kvantni procesorji zaradi šuma, kratke koherence in majhnega števila kubitov napadov še ne zmorejo ponovljivo izvesti. Shorov algoritem je deloval stabilnejše kot Groverjev, vendar natančnost v obeh primerih ni dosegla ravni, ki bi omogočala izvedbo praktičnega napada. Glavni zaključek dela je, da kvantni računalniki trenutno ne predstavljajo neposredne grožnje sodobnim protokolom, vendar teoretična ranljivost jasno kaže, da bo v prihodnosti nujen prehod na postkvantne kriptografske rešitve.

•Sep 17, 2026•0 citations

7. Dissipation and the Dynamics of Macroscopic Quantum Systems

和男 飛田

物性研究•Feb 20, 1988•0 citations

7. Dissipation and the Dynamics of Macroscopic Quantum Systems

Kazuo Hida

•Feb 20, 1988•0 citations

Simulating quantum memory on alkali atoms

Bor Luka Urlep

Z elektromagnetno vzbujeno prosojnostjo (EIT) dosežemo, da za resonančno svetlobo sicer neprepusten ansambel alkalijskih atomov postane prosojen. V tem procesu nastane kolektivna vzbuditev, tako imenovani polariton temnega stanja, ki predstavlja superpozicijo svetlobnega in atomskega stanja. Razmerje med obema komponentama določa skupinsko hitrost polaritona, ki jo lahko nadzorujemo s koherentnim kontrolnim svetlobnim poljem. Na ta način kvantno stanje vhodne svetlobe koherentno prepišemo v kolektivno stanje atomov in ga po določenem času ponovno preberemo. EIT velja za zelo perspektiven način shranjevanja svetlobe. V nalogi modeliramo glavne procese kvantnega pomnilnika tipa EIT na alkalijskih atomih s poudarkom na analizi stanj posameznih atomov in ga numerično simuliramo. Rezultate simulacij primerjamo z rezultati laboratorijskih eksperimentov. Pri tem se je izkazalo pomembno, da upoštevamo disipativne procese, za kar uporabimo formalizem odprtih kvantnih sistemov.

•Sep 17, 2026•0 citations
V magistrskem delu obravnavamo vpliv disipacije na dinamiko kvantnih večdelčnih sistemov z lokalnimi omejitvami, ki določajo dostopni del Hilbertovega prostora. Obravnavamo dva primera takšne omejene dinamike, ki ju je mogoče realizirati v kvantnih simulatorjih s hladnimi atomi: model PXP, ki opisuje verigo Rydbergovih atomov v režimu blokade in lahko kaže dolgotrajne oscilacije, povezane s kvantnimi večdelčnimi brazgotinami, ter spin-1/21/21/2 mathrmU(1)mathrm{U}(1)mathrmU(1) kvantni povezavni model (ang. quantum link model), ki predstavlja formulacijo umeritvene teorije na mreži, v kateri je fizikalni podprostor določen z Gaussovim zakonom. V prvem delu pokažemo, da lahko ustrezno strukturirana disipacija v režimu močne disipacije efektivno vsili Rydbergovo blokado in tako omogoči realizacijo dinamike modela PXP, kar lahko razumemo kot posledico kvantnega Zenonovega učinka. V drugem delu preučimo vpliv neizogibne disipacije in drugih eksperimentalnih nepopolnosti pri realizaciji kvantnega povezavnega modela. S primerjavo eksperimentalnih podatkov s simulacijami disipativne dinamike ocenimo glavne izvore nepopolnosti v hladnoatomskem Bose-Hubbardovem simulatorju ter analiziramo njihov vpliv na kršenje Gaussovega zakona in posledično na zmožnost simulacije umeritvenih teorij na mreži. Naši rezultati kažejo, da je vpliv disipacije na sisteme z lokalnimi omejitvami odvisen tako od njene jakosti kot tudi strukture. Ustrezno strukturirana močna disipacija lahko nadomesti oziroma ojača lokalne omejitve, vendar tipično ni inherentno prisotna v eksperimentu, medtem ko neželena naravna disipacija praviloma duši koherentno dinamiko sistema.
V diplomski nalogi obravnavamo problem največje neodvisne množice in njegovo reševanje z uporabo kvantnega emulatorja Pulser. Ta nam omogoča emulacijo Pasqalovega kvantnega računalnika, ki temelji na tehnologiji nevtralnih atomov. Problem najprej formuliramo kot kvadratični binarni optimizacijski problem brez omejitev (QUBO) in ga nato prevedemo v problem iskanja osnovnega stanja ustreznega Hamiltonskega operatorja. Za reševanje uporabimo adiabatni kvantni algoritem, pri katerem kvantni sistem počasi razvijamo od enostavno pripravljenega začetnega stanja do končnega stanja, ki kodira rešitev problema. Obravnavamo tudi fizikalni model Rydbergovih atomov, ki omogoča naravno implementacijo problema na enotskih diskovnih grafih. Algoritem implementiramo in analiziramo v knjižnici Pulser. Rezultati simulacij pokažejo, da uspešnost metode narašča z daljšim časom evolucije in je odvisna od izbire parametrov, kot sta Rabijeva frekvenca in frekvenčni odmik. Delo tako potrjuje, da kvantni pristopi predstavljajo obetavno smer za reševanje kombinatoričnih optimizacijskih problemov.
In der vorliegenden Arbeit werden dissipative Quantenstorstellen-Systeme betrachtet, in denen verschieden geartete Storstellen an eine gemeinsame dissipative Umgebung koppeln. Die dissipative Umgebung wird hierbei in beiden Fallen durch eine eindimensionale Kette von Bosonen mit ohmscher Spektraldichte beschrieben. Da durch die Kopplung von Storstellen an die Umgebung deren Translationsinvarianz gebrochen wird, ergibt sich die Frage, inwiefern verschiedenartige Storstellen innerhalb der eindimensionale Kette nachweisbar sind. Hierzu werden statische thermische Erwartungswerte innerhalb der Kette als Funktion des Abstandes zu den Storstellen in beiden Modellen betrachtet. In dem zuerst betrachteten Modell fungiert ein Oszillator als Storstelle, der mit sich selbst durch Dichte-Dichte-Wechselwirkungen interagieren kann. Bei Abwesenheit dieser Selbstwechselwirkung konnen die Bewegungsgleichungen des betrachteten, rein bosonischen Modells, vollstandig analytisch gelost werden. Im Grenzfall unendlich starker Selbstwechselwirkung geht das Modell in das bekannte Spin-Boson Modell uber [2, 4]. Dieses zeigt einen Kosterlitz-Thouless Quantenphasenubergang in Abhangigkeit der Kopplungsstarke zwischen Storstellenoszillator und Umgebung. Hierbei findet der Ubergang zwischen einer delokalisierten Phase und einer lokalisierten Phase auf der Storstelle statt. Wahrend in der delokalisierten Phase eine endliche Tunnelwahrscheinlichkeit zwischen den beiden moglichen Zustanden der Storstelle besteht, wird die Storstelle in der lokalisierten Phase durch die starke Kopplung an ihre Umgebung in einem der beiden Zustande eingefroren und ein Tunneln ist nicht mehr moglich. Da das System fur endliche Selbstwechselwirkungsstarken nicht analytisch losbar ist, verwenden wir in diesem Parameterregime die Numerische Renormierungsgruppenmethode (NRG), um Resultate zu erhalten. Basierend auf den Ergebnissen der NRG-Berechnungen wird ein Phasendiagramm entwickelt, welches eine Linie von Quantenphasenubergangen als Funktion der Kopplungsstarke zwischen Storstellenoszillator und Umgebung fur alle Werte der Selbstwechselwirkung der Storstelle aufweist. Fur das zweite betrachtete Modell werden zwei magnetische Spin-1/2 Momente als Storstellen gewahlt, die in einem endlichen Abstand voneinander an die gemeinsame Umgebung koppeln. Dieses Modell wurde bereits ausgiebig fur den Fall untersucht, dass
V diplomskem delu je analiziran vpliv kvantnih računalnikov na varnost protokolov RSA, ECC in AES. Podan je teoretični pregled vpliva kvantnega računalništva na kibernetsko varnost ter izvedene praktične simulacije, ki prikazujejo, kako kvantna algoritma Shor in Grover ogrožata klasične kriptografske sisteme. Simulacije so bile izvedene lokalno na idealnem simulatorju in v oblaku na kvantnem procesorju IBM Quantum. Lokalni rezultati so potrdili teoretično ranljivost RSA in ECC ter delno oslabitev AES. Izvedba algoritmov v oblaku je pokazala, da trenutni kvantni procesorji zaradi šuma, kratke koherence in majhnega števila kubitov napadov še ne zmorejo ponovljivo izvesti. Shorov algoritem je deloval stabilnejše kot Groverjev, vendar natančnost v obeh primerih ni dosegla ravni, ki bi omogočala izvedbo praktičnega napada. Glavni zaključek dela je, da kvantni računalniki trenutno ne predstavljajo neposredne grožnje sodobnim protokolom, vendar teoretična ranljivost jasno kaže, da bo v prihodnosti nujen prehod na postkvantne kriptografske rešitve.
Z elektromagnetno vzbujeno prosojnostjo (EIT) dosežemo, da za resonančno svetlobo sicer neprepusten ansambel alkalijskih atomov postane prosojen. V tem procesu nastane kolektivna vzbuditev, tako imenovani polariton temnega stanja, ki predstavlja superpozicijo svetlobnega in atomskega stanja. Razmerje med obema komponentama določa skupinsko hitrost polaritona, ki jo lahko nadzorujemo s koherentnim kontrolnim svetlobnim poljem. Na ta način kvantno stanje vhodne svetlobe koherentno prepišemo v kolektivno stanje atomov in ga po določenem času ponovno preberemo. EIT velja za zelo perspektiven način shranjevanja svetlobe. V nalogi modeliramo glavne procese kvantnega pomnilnika tipa EIT na alkalijskih atomih s poudarkom na analizi stanj posameznih atomov in ga numerično simuliramo. Rezultate simulacij primerjamo z rezultati laboratorijskih eksperimentov. Pri tem se je izkazalo pomembno, da upoštevamo disipativne procese, za kar uporabimo formalizem odprtih kvantnih sistemov.