Dos conceitos fundamentais da termodinâmica ao resetting de computadores quânticos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Diniz, Ciro Micheletti
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16230
Resumo: Thermodynamic has been known and studied for centuries, whereas the field of computing, more specifically quantum computing, is new and currently a lot of research has being done to understand and develop this field of physics. Despite the difference in age these branches have, they are understood and expressed by fundamental functions and principles, such as energy, entropy, information, heat, concepts of dissipation and conservation, among many others examples, and the advancement and development of areas allow us to be always updated. Just in the last century, for example, we started, in the scope of computing, to relate entropy with information. Also in this last century it was developed by R. Landauer a principle that relates information with heat flux, this last one has always been strongly linked to the area of thermodynamics, and thus it made clear to us the intersection between the two areas. As time goes by, quantum computing arises and it is growing rapidly, mainly due to its technological appeal. In this work, we are focused on the connection between these branches and just as Landauer's principle we focus our studies on functions that connect the two areas, using appropriate definitions for quantum systems, in order to increase our understanding of quantum thermodynamics. Through the analysis of the results obtained, we were able to observe new and some even counterintuitive behaviors. One of these ones noticed allowed us to develop a reset protocol for quantum systems, a tool widely used in quantum computing.
id SCAR_6127269a038bc0660a7090c061b16e66
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/16230
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str 4322
spelling Diniz, Ciro MichelettiVillas-Bôas, Celso Jorgehttp://lattes.cnpq.br/5700887540085418http://lattes.cnpq.br/3102671365275808dd0fcddf-cbba-4c59-9f17-6f8d5b0113862022-06-01T19:19:48Z2022-06-01T19:19:48Z2022-04-18DINIZ, Ciro Micheletti. Dos conceitos fundamentais da termodinâmica ao resetting de computadores quânticos. 2022. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16230.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16230Thermodynamic has been known and studied for centuries, whereas the field of computing, more specifically quantum computing, is new and currently a lot of research has being done to understand and develop this field of physics. Despite the difference in age these branches have, they are understood and expressed by fundamental functions and principles, such as energy, entropy, information, heat, concepts of dissipation and conservation, among many others examples, and the advancement and development of areas allow us to be always updated. Just in the last century, for example, we started, in the scope of computing, to relate entropy with information. Also in this last century it was developed by R. Landauer a principle that relates information with heat flux, this last one has always been strongly linked to the area of thermodynamics, and thus it made clear to us the intersection between the two areas. As time goes by, quantum computing arises and it is growing rapidly, mainly due to its technological appeal. In this work, we are focused on the connection between these branches and just as Landauer's principle we focus our studies on functions that connect the two areas, using appropriate definitions for quantum systems, in order to increase our understanding of quantum thermodynamics. Through the analysis of the results obtained, we were able to observe new and some even counterintuitive behaviors. One of these ones noticed allowed us to develop a reset protocol for quantum systems, a tool widely used in quantum computing.Enquanto a área da termodinâmico é há séculos conhecida e estudada, a área da computação, mais especificamente da computação quântica, é recente e são muitas as pesquisas feitas atualmente para se compreender e desenvolver tal área. Apesar da diferença de idade e de conceitos que esses ramos da física têm, os dois são entendidos e expressos por funções e princípios fundamentais, tais como energia, entropia, informação, calor, conceitos de dissipação e conservação, entre muitos outros. Com o avanço e desenvolvimento das áreas o entendimento que temos sobre tais assuntos está sempre se atualizando. Somente no último século, por exemplo, passamos a relacionar entropia com informação no escopo da computação. Também neste último século que foi desenvolvido por R. Landauer um princípio que relacionava, também na área da computação, informação com calor, este que sempre foi fortemente ligado a área da termodinâmica. Assim, foi possível notar que haviam intersecções entre as as áreas da computação e da termodinâmica. Com o passar do tempo, surgiu a computação quântica, que apesar de nova, é uma área que está crescendo rapidamente, principalmente devido ao seu apelo tecnológico. Neste trabalho, estamos focados na ligação que estes ramos possuem, e assim como o princípio de Landauer, focamos nossos estudos em funções que conectam as duas áreas, usando definições apropriadas para sistemas quânticos, a fim de aumentar a compreensão que temos sobre a termodinâmica quântica. Através das análises dos resultados obtidos, fomos capazes de observar comportamentos novos e alguns até contraintuitivos sobre as dinâmicas das funções que foram estudas. Um desses comportamentos nos proporcionou desenvolver um protocolo de reinicialização de sistemas quânticos, ferramenta esta que é muito utilizada na computação.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)131668/2020-0porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessMecânica quânticaTermodinâmicaCadeias de qubitsComputação quânticaThermodynamicQubit chainQuantum mechanicsQuantum computingCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICADos conceitos fundamentais da termodinâmica ao resetting de computadores quânticosFrom the thermodynamic fundamental concepts to the resetting of quantum computersinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis600600a64de365-965a-42a8-b54f-9eb0da8fbfa6reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertação_Ciro.pdfDissertação_Ciro.pdfDissertaçãoapplication/pdf2655644https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_Ciro.pdf710ebc4022f399d2324fe8e75810b840MD51carta versão final MODELO.pdfcarta versão final MODELO.pdfCarta Comprovanteapplication/pdf576309https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/3/carta%20versa%cc%83o%20final%20MODELO.pdfd987a0ce34ece5579ceb23affea6b50dMD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/4/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD54TEXTDissertação_Ciro.pdf.txtDissertação_Ciro.pdf.txtExtracted texttext/plain131252https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/5/Disserta%c3%a7%c3%a3o_Ciro.pdf.txtde70eb2afaf5a47913c0c8f9d7aa4a13MD55carta versão final MODELO.pdf.txtcarta versão final MODELO.pdf.txtExtracted texttext/plain1398https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/7/carta%20versa%cc%83o%20final%20MODELO.pdf.txt0cf7be2417d3fbde85094a2a64e6764cMD57THUMBNAILDissertação_Ciro.pdf.jpgDissertação_Ciro.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7181https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/6/Disserta%c3%a7%c3%a3o_Ciro.pdf.jpg901d68739275599c505dba63f03f5e9fMD56carta versão final MODELO.pdf.jpgcarta versão final MODELO.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6186https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/8/carta%20versa%cc%83o%20final%20MODELO.pdf.jpg3b585eae47c35198f637a31c314b8a69MD58ufscar/162302023-09-18 18:32:16.735oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/16230Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:16Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Dos conceitos fundamentais da termodinâmica ao resetting de computadores quânticos
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv From the thermodynamic fundamental concepts to the resetting of quantum computers
title Dos conceitos fundamentais da termodinâmica ao resetting de computadores quânticos
spellingShingle Dos conceitos fundamentais da termodinâmica ao resetting de computadores quânticos
Diniz, Ciro Micheletti
Mecânica quântica
Termodinâmica
Cadeias de qubits
Computação quântica
Thermodynamic
Qubit chain
Quantum mechanics
Quantum computing
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
title_short Dos conceitos fundamentais da termodinâmica ao resetting de computadores quânticos
title_full Dos conceitos fundamentais da termodinâmica ao resetting de computadores quânticos
title_fullStr Dos conceitos fundamentais da termodinâmica ao resetting de computadores quânticos
title_full_unstemmed Dos conceitos fundamentais da termodinâmica ao resetting de computadores quânticos
title_sort Dos conceitos fundamentais da termodinâmica ao resetting de computadores quânticos
author Diniz, Ciro Micheletti
author_facet Diniz, Ciro Micheletti
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3102671365275808
dc.contributor.author.fl_str_mv Diniz, Ciro Micheletti
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Villas-Bôas, Celso Jorge
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5700887540085418
dc.contributor.authorID.fl_str_mv dd0fcddf-cbba-4c59-9f17-6f8d5b011386
contributor_str_mv Villas-Bôas, Celso Jorge
dc.subject.por.fl_str_mv Mecânica quântica
Termodinâmica
Cadeias de qubits
Computação quântica
topic Mecânica quântica
Termodinâmica
Cadeias de qubits
Computação quântica
Thermodynamic
Qubit chain
Quantum mechanics
Quantum computing
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
dc.subject.eng.fl_str_mv Thermodynamic
Qubit chain
Quantum mechanics
Quantum computing
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
description Thermodynamic has been known and studied for centuries, whereas the field of computing, more specifically quantum computing, is new and currently a lot of research has being done to understand and develop this field of physics. Despite the difference in age these branches have, they are understood and expressed by fundamental functions and principles, such as energy, entropy, information, heat, concepts of dissipation and conservation, among many others examples, and the advancement and development of areas allow us to be always updated. Just in the last century, for example, we started, in the scope of computing, to relate entropy with information. Also in this last century it was developed by R. Landauer a principle that relates information with heat flux, this last one has always been strongly linked to the area of thermodynamics, and thus it made clear to us the intersection between the two areas. As time goes by, quantum computing arises and it is growing rapidly, mainly due to its technological appeal. In this work, we are focused on the connection between these branches and just as Landauer's principle we focus our studies on functions that connect the two areas, using appropriate definitions for quantum systems, in order to increase our understanding of quantum thermodynamics. Through the analysis of the results obtained, we were able to observe new and some even counterintuitive behaviors. One of these ones noticed allowed us to develop a reset protocol for quantum systems, a tool widely used in quantum computing.
publishDate 2022
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2022-06-01T19:19:48Z
dc.date.available.fl_str_mv 2022-06-01T19:19:48Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2022-04-18
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv DINIZ, Ciro Micheletti. Dos conceitos fundamentais da termodinâmica ao resetting de computadores quânticos. 2022. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16230.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16230
identifier_str_mv DINIZ, Ciro Micheletti. Dos conceitos fundamentais da termodinâmica ao resetting de computadores quânticos. 2022. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16230.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16230
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.confidence.fl_str_mv 600
600
dc.relation.authority.fl_str_mv a64de365-965a-42a8-b54f-9eb0da8fbfa6
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Física - PPGF
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_Ciro.pdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/3/carta%20versa%cc%83o%20final%20MODELO.pdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/4/license_rdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/5/Disserta%c3%a7%c3%a3o_Ciro.pdf.txt
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/7/carta%20versa%cc%83o%20final%20MODELO.pdf.txt
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/6/Disserta%c3%a7%c3%a3o_Ciro.pdf.jpg
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16230/8/carta%20versa%cc%83o%20final%20MODELO.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 710ebc4022f399d2324fe8e75810b840
d987a0ce34ece5579ceb23affea6b50d
e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34
de70eb2afaf5a47913c0c8f9d7aa4a13
0cf7be2417d3fbde85094a2a64e6764c
901d68739275599c505dba63f03f5e9f
3b585eae47c35198f637a31c314b8a69
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1802136407369580544