dissertação
Emaranhamento térmico e coerência quântica de um único elétron em um ponto quântico duplo com interação Rashba
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Programa de Pós-Graduação em Física
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Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Nos últimos anos, o aperfeiçoamento das técnicas de produção de materiais permitiu
grandes avanços e aplicações entre os dispositivos eletrônicos, devido as manipulações
sobre a carga e/ou spin dos elétrons. Uma dessas aplicações, são os sistemas de
baixa dimensionalidade, em particular, os pontos quânticos, que apresentam como
característica principal o confinamento do elétron nas três dimensões espaciais. Nesta
dissertação é proposto o estudo da coerência quântica térmica em um ponto quântico
duplo semicondutor. Aqui consideramos um único elétron em um ponto quântico duplo
com interação spin-órbita tipo Rashba na presença de um campo magnético externo.
Expressões analíticas para concorrência térmica e coerência correlacionada são obtidas
usando o formalismo da matriz densidade. O principal objetivo desta dissertação
é proporcionar uma boa compreensão dos efeitos da temperatura, do parâmetro de
tunelamento, do efeito Rashba e do desdobramento Zeeman na coerência quântica. Além
disso, os nossos resultados mostram que podemos usar o acoplamento Rashba para
sintonizar o emaranhamento térmico e a coerência quântica do sistema. E finalmente,
nos concentramos no papel desempenhado pelo emaranhamento térmico e a coerência
correlacionada responsável pelas correlações quânticas. Observamos que a coerência
correlacionada é mais robusta que o emaranhamento térmico, de modo que algoritmos
quânticos baseados apenas em coerência correlacionada podem ser mais fortes do que
aqueles baseados no emaranhamento.
Abstract
In recent years, the improvement of materials production techniques allowed great
advances and applications among electronic devices, due to manipulations on the charge
and/or spin of electrons. One of these applications are low-dimensional systems, in
particular, quantum dots, whose main characteristic is the confinement of the electron
in three spatial dimensions. This dissertation proposes the study of thermal quantum
coherence in a double semiconductor quantum dot. Here we consider a single electron
in a double quantum dot with spin-orbit Rashba interaction in the presence of an
external magnetic field. Analytical expressions for thermal concurrency and correlated
coherence are obtained using the density matrix formalism. The main objective of
this dissertation is to provide a good understanding of the effects of temperature, the
tunneling parameter, the Rashba effect and Zeeman splitting on quantum coherence.
Furthermore, our results show that we can use Rashba coupling to tune the thermal
entanglement and quantum coherence of the system. And finally, we focus on the
role played by thermal entanglement and the correlated coherence responsible for
quantum correlations. We observe that correlated coherence is more robust than thermal
entanglement, so quantum algorithms based only on correlated coherence can be
stronger than those entanglement based.
Descrição
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Palavra chave
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Citação
MIRANDA, M. F. de. Emaranhamento térmico e coerência quântica de um único elétron em um ponto quântico duplo com interação Rashba. 2022. 90 p. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.
