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Reinaldo Oliveira Viannahttp://lattes.cnpq.br/8413008847105670José Geraldo Peixoto de FariaLeonardo Teixeira NevesRaimundo Silva JuniorLucas Alvares da Silva Mólhttp://lattes.cnpq.br/6784780323871941André Tanus Cesário de Souza2023-04-13T13:20:54Z2023-04-13T13:20:54Z2022-12-09http://hdl.handle.net/1843/51921https://orcid.org/0000-0002-6972-2576As medidas de complexidade estatística são ferramentas singulares que podem ser utilizadas com o objetivo de detectar fenômenos físicos relevantes. Muitos desses fenômenos ocorrem de tal modo que deixam assinaturas que podem ser interpretadas como mudanças do estado do sistema e que poderiam ser lidas, por meio dessas medidas, como complexidade estatística, mensurada em uma escala de ordem e desordem. Estudamos a medida de complexidade estatística definida por López-Ruiz et al., denominamo-la de medida de complexidade estatística clássica, i.e., “classical statistical complexity measure” (CSCM), e a aplicamos em um modelo simples de evolução temporal discreta caracterizada pelas cadeias de Markov finitas, em dimensão 2, para evoluções estocásticas e bi-estocásticas. Introduzimos uma versão quântica para essa medida de complexidade estatística, denominada de medida de complexidade estatística quântica, ou seja, “quantum statistical complexity measure” (QSCM), no contexto da teoria da informação quântica, e a usamos como função sinalizadora de transições de correlações quânticas, medidas em uma escala de ordem e desordem. Discutimos a possibilidade de tais transições caracterizarem fenômenos físicos interessantes, tais como transições de fase quânticas ou variações abruptas nas distribuições de correlação. Aplicamos nossa medida em dois modelos hamiltonianos solúveis analiticamente: o modelo de Ising quântico-1D, no estado reduzido de partícula única, e na cadeia de Heisenberg XXZ de spin-1/2, no estado reduzido de duas partículas. Analisamos o comportamento da medida em transições de fase quânticas para tamanhos de sistemas finitos, bem como no limite termodinâmico por meio da técnica do ansatz de Bethe. Concluímos que a medida de complexidade estatística quântica pode desempenhar um papel de função sinalizadora de transições de correlações, além de também discernir transições de fase quânticas, devido ao fato do caráter de mudança abrupta que várias quantidades físicas experimentam nesses pontos de transição, além da maneira pela qual os estados reduzidos desses sistemas críticos transitam nessa escala de ordem e desordem.Statistical complexity measures are distinctive tools that can detect significant physical phenomena. Many of these phenomena occur in such a way that they leave signatures that can be interpreted as changes in the state of the system, which can be read as statistical complexity through these measures, measured on a scale of order and disorder. We investigate the classical statistical complexity measure (CSCM) defined by López-Ruiz et al. and apply it to a simple model of discrete time evolution, characterized by finite Markov chains in dimension 2, for stochastic and bistochastic evolutions. Additionally, we introduce a quantum version for measuring statistical complexity: the quantum statistical complexity measure (QSCM), in the context of quantum information theory, and use it as a signaling function for quantum correlation transitions, measured on a scale of order and disorder. We consider the possibility that such transitions characterize intriguing physical phenomena, such as quantum phase transitions or sudden variations in correlation distributions. Our measure is applied to two analytically solvable Hamiltonian models: the one-dimensional quantum Ising model in the reduced single-particle state, and the Heisenberg chain XXZ of spin-1/2 in the state reduced by two particles. We analyze the measurement behavior in quantum phase transitions for finite system sizes and in the thermodynamic limit using the Bethe ansatz technique. We conclude that the quantum statistical complexity measure can serve as a signaling function of correlation transitions and distinguish quantum phase transitions, due to the abruptness that physical quantities experience at these transition points and the way in which the reduced states of these critical systems change within a scale of order and disorder.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em FísicaUFMGBrasilICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICAhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessInformação quânticaTeoria da informaçãoMecânica quânticaMecânica estatísticaComplexidadeMedida de complexidade LMCMedida de complexidade estatísticaCadeias de MarkovMedida de complexidade estatística quânticaTransições de fase quânticasModelo de Ising quântico 1DModelo de Heisenberg XXZ de spin-1/2Medida de complexidade estatística quânticaQuantum statistical complexity measureinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALMedida de complexidade estatística quântica-Tese-AndréTCS.pdfMedida de complexidade estatística quântica-Tese-AndréTCS.pdfapplication/pdf2126032https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/51921/1/Medida%20de%20complexidade%20estat%c3%adstica%20qu%c3%a2ntica-Tese-Andr%c3%a9TCS.pdf4f0bbc06384f4a5338337c6f9f839dafMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/51921/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/51921/3/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD531843/519212023-04-13 10:20:54.997oai:repositorio.ufmg.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-04-13T13:20:54Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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