Descoerência de superposições quânticas complexas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza, Leomar Alves de
Data de Publicação: 2007
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/3531
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2007.
id UNB_329cc116b1a154baa6ccb83b9b89c3bf
oai_identifier_str oai:repositorio.unb.br:10482/3531
network_acronym_str UNB
network_name_str Repositório Institucional da UnB
repository_id_str
spelling Descoerência de superposições quânticas complexasFísica quânticaMecânica quânticaTese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2007.Estudamos a descoerência de uma superposição de estados de número deslocados da forma PN k=1 ck ˆD (®k)|gi, onde |g] é um estado não deslocado e ˆD(®) é o operador deslocamento usual, dentro da estrutura da equação mestre padrão para um oscilador harmônico amortecido ou amplificado interagindo com um reservatório insensível à fase (térmico). Comparamos o grau de descoerência através de duas medidas simples: a pureza quântica e a altura do pico central de interferência da função de Wigner. Mostramos que para N ¸ 2, ou seja, componentes ‘mesosc´ospicas’ da superposição, o processo de descoerência não pode ser caracterizado por um único tempo de desocerência. Desde então nós distinguimos o 'tempo de descoerência inicial’ (TDI) e o ‘tempo de descoerência final’ (TDF) e estudamos suas dependências nos parêmetros ®k e N. Expressões exatas e explícitas são obtidas no caso especial de |gi = |mi, isto é, para superposições (simétricas) de estados de número deslocados. Nós mostramos que superposições com um grande número de componentes N e uma estrutura interna rica (m » |®|2) pode ser mais resistente contra a descoerência que as superposições simples de dois estados coer- estes (com m = 0). Comparando a descoerência de uma superposição de estados coerentes de n-modos, nós mostramos que TDF de estados inicialmente fatorizados pode ser significativa- mente maior que dos estados inicialmente emaranhdos com a mesma energia, especialmente se n À 1. Nós comparamos a taxa de descoerência de superposições pares/ímpares de estados de número deslocados |m, ®i± e os estados coerentes adicionado fotons |®,mi±. Mostramos que suas dependências em m são totalmente diferentes. Por último, nús encontramos ex- pressões analíticas para função de Wigner e a pureza quântica dependente do tempo para estados coerentes pares/ímpares no caso de uma fase amortecida. Neste caso, o TDI tem a mesma dependência na distância entre as duas componentes da superposição como no caso do amortecimento da amplitude. Porém, para tempos longos, os comportamentos no TDF são completamente diferentes, porque o estado estacionário assintótico não é termico, mas sim um estado fortemente não-clássico (embora altamente misturado). ________________________________________________________________________________________ ABSTRACTWithin the framework of the standard master equation for a quantum damped or amplified harmonic oscillator interacting with a phase-insensitive (thermal) reservoir, we study the deco- herence of superpositions of displaced quantum states of the form PN k=1 ck ˆD(®k)|gi, where |gi is an arbitrary ‘fiducial’ state and ˆD (®) is the usual displacement operator. We compare two simple measures of degree of decoherence: the quantum purity and the height of the central interference peak of the Wigner function. We show that for N > 2 ‘mesoscopic’ components of the superposition, the decoherence process cannot be characterized by a single decoherence time. Therefore we distinguish the ‘initial decoherence time’ (IDT) and ‘final decoherence time’ (FDT) and study their dependence on the parameters ®k and N. Explicit exact expressions are obtained in the special case of |gi = |mi, i.e., for (symmetrical) superpositions of displaced number states. We show that superposition with a big number of components N and rich ‘in- ternal structure’ (m » |®|2) can be more robust against decoherence than simple superpositions of two coherent states (with m = 0), even if the initial decoherence times coincide. Compar- ing the decoherence of n-mode superpositions of coherent states, we show that the FDT of initially factorized states can be significantly bigger than that of initially maximally entangled states with the same initial energy, especially if n À 1. We find analytical expressions for the Wigner function and the time-dependent purity of even/odd coherent states in the case of phase damping. In this case, the IDT has the same dependence on the distance between the two components of the superposition as in the case of amplitude damping. However, the long-time behavior and the FDT are quite different, because the asymptotical stationary state is not a thermal one, but a strongly non-classical (although highly mixed) state. Finally, we compare the decoherence rates of even/odd superpositions of displaced number states |m, ®i± and photon-added coherent states |®,mi± and show that their dependence on m are different.Instituto de Física (IF)Programa de Pós-Graduação em FísicaDodonov, ViktorSouza, Leomar Alves de2010-02-04T22:52:11Z2010-02-04T22:52:11Z2007-09-252007-09-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSOUZA. Leomar Alves de. Descoerência de superposições quânticas complexas. 2007. 133 f. Tese (Doutorado em Física)-Universidade de Brasília, Brasília, 2008.http://repositorio.unb.br/handle/10482/3531info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-20T16:58:52Zoai:repositorio.unb.br:10482/3531Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-20T16:58:52Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
dc.title.none.fl_str_mv Descoerência de superposições quânticas complexas
title Descoerência de superposições quânticas complexas
spellingShingle Descoerência de superposições quânticas complexas
Souza, Leomar Alves de
Física quântica
Mecânica quântica
title_short Descoerência de superposições quânticas complexas
title_full Descoerência de superposições quânticas complexas
title_fullStr Descoerência de superposições quânticas complexas
title_full_unstemmed Descoerência de superposições quânticas complexas
title_sort Descoerência de superposições quânticas complexas
author Souza, Leomar Alves de
author_facet Souza, Leomar Alves de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Dodonov, Viktor
dc.contributor.author.fl_str_mv Souza, Leomar Alves de
dc.subject.por.fl_str_mv Física quântica
Mecânica quântica
topic Física quântica
Mecânica quântica
description Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2007.
publishDate 2007
dc.date.none.fl_str_mv 2007-09-25
2007-09-25
2010-02-04T22:52:11Z
2010-02-04T22:52:11Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SOUZA. Leomar Alves de. Descoerência de superposições quânticas complexas. 2007. 133 f. Tese (Doutorado em Física)-Universidade de Brasília, Brasília, 2008.
http://repositorio.unb.br/handle/10482/3531
identifier_str_mv SOUZA. Leomar Alves de. Descoerência de superposições quânticas complexas. 2007. 133 f. Tese (Doutorado em Física)-Universidade de Brasília, Brasília, 2008.
url http://repositorio.unb.br/handle/10482/3531
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UnB
instname:Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
instname_str Universidade de Brasília (UnB)
instacron_str UNB
institution UNB
reponame_str Repositório Institucional da UnB
collection Repositório Institucional da UnB
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@unb.br
_version_ 1810580698292027392

Registros relacionados