Máquinas térmicas quânticas baseadas em medidas generalizadas e com indefinição de ordens causais
| Autor: | Lisboa, Vinicius de Souza Ferreira |
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| Přispěvatelé: | Serra, Roberto Menezes, Dieguez, Pedro Ruas, Paula, Fagner Muruci de, Almeida, Norton Gomes de |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2022 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFABC Universidade Federal do ABC (UFABC) instacron:UFABC |
| Popis: | Orientador: Prof. Dr. Roberto Menezes Serra Coorientador: Prof. Dr. Pedro Ruas Dieguez Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, Santo André, 2022. Recentemente observamos um interesse crescente em uma nova classe de ciclos de motores quânticos baseados em medidas. Uma vez que medidas quânticas podem alterar o estado do sistema e sua energia interna, é possível elaborar um protocolo de medidas generalizadas para inserir/retirar calor bem como extrair trabalho do sistema. Nesta dissertação, discutiremos alguns ciclos termodinâmicos constituídos por medidas generalizadas, incluindo protocolos que operam do modo de motor, de acelerador térmico e de refrigerador. Usando técnicas de ressonância magnética nuclear (RMN) mostraremos a caracterização experimental de um motor quântico de spin 1/2 baseado em medidas generalizadas. Evidenciamos a possibilidade de se atingir eficiência unitária para esse tipo de motor em nosso experimento de prova de conceito. Por fim, vamos estudar teoricamente os efeitos da indefinição de ordens causais das medidas generalizadas nesses ciclos termodinâmicos. Para isso vamos considerar a aplicação de dois canais de medida com superposição de sua ordem de aplicação, o que é feito através de um controle quântico atrelado ao canal de medida. Veremos que o controle/indefinição de ordens causais das operações de medida desempenha um papel não trivial nos protocolos termodinâmicos quânticos estudados. Recently there is a growing interest in a new class of measurement-based quantum engine cycles. Since quantum measurements can change the state of the system and its internal energy, it is possible to devise a protocol of generalized measurements for inserting/removing heat as well as extracting work from the system. In this dissertation, we will discuss some thermodynamic cycles powered by generalized measurements, including protocols that operate in motor, thermal accelerator and cooler modes. Using nuclear magnetic resonance (NMR) techniques we will show the experimental characterization of a spin 1/2 quantum engine based on generalized measurements. We evidenced the possibility of achieving unitary efficiency for this type of motor in our proof-of-concept experiment. Finally, we will theoretically study the effects of indefinite of causal orders of generalized measures in these thermodynamic cycles. For this ain we consider two measurement channels with superposition of their application order, which is done through a quantum control associated to the measurement channel. We will see that the control/undefinition of causal orders of measurement operations plays a non-trivial role in the studied quantum thermodynamic protocols. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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