Dinâmica de Emaranhamento e Informação Quântica/
Termalização em Sistemas Quânticos
Dinâmica de Emaranhamento e Informação Quântica/
Termalização em Sistemas Quânticos
A propagação das correlações quânticas em um sistema quântico é um questão de interesse fundamental, intimamente relacionada às características (ordenamento) do sistema quântico subjacente, e tem sido o foco de muitos esforços teóricos e experimentais. Ela está relacionada por exemplo a termalização/localização de um sistema quântico. Um sistema quântico complexo atua como um ambiente "auto-consistente" quando observado localmente? A compreensão da ergodicidade e da termalização em sistemas quânticos é um dos problemas mais intrigantes da física quântica desde os primórdios da mecânica quântica. O fenômeno de localização de muitos corpos (MBL) refere-se à quebra da ergodicidade em sistemas genéricos de muitos corpos, devido a efeitos quânticos. Este é um contra-exemplo impressionante para as suposições fundamentais da mecânica estatística sobre a termalização de um sistema isolado.
A propagação das correlações quânticas em um sistema quântico é um questão de interesse fundamental, intimamente relacionada às características (ordenamento) do sistema quântico subjacente, e tem sido o foco de muitos esforços teóricos e experimentais. Ela está relacionada por exemplo a termalização/localização de um sistema quântico. Um sistema quântico complexo atua como um ambiente "auto-consistente" quando observado localmente? A compreensão da ergodicidade e da termalização em sistemas quânticos é um dos problemas mais intrigantes da física quântica desde os primórdios da mecânica quântica. O fenômeno de localização de muitos corpos (MBL) refere-se à quebra da ergodicidade em sistemas genéricos de muitos corpos, devido a efeitos quânticos. Este é um contra-exemplo impressionante para as suposições fundamentais da mecânica estatística sobre a termalização de um sistema isolado.
A dinâmica da informação também relaciona-se com conceitos aparentemente diferentes, tais como buracos negros. Os buracos negros podem ser vistos como dispositivos de processamento de informações quânticas pela dualidade holográfica, que relaciona a gravidade quântica e a teoria quântica de campos. Em outras palavras, existem sistemas quânticos - que esperamos que possam ser realizados em experimentos - que são dinamicamente equivalentes a buracos negros na gravidade quântica. Uma grande questão em aberto que é imediatamente levantada diz respeito, dessa forma, até que ponto e quais sistemas quânticos de muitos corpos se comportam como buracos negros pela dualidade. Esta questão está intimamente ligada a vários conceitos de emaranhamento quântico, "scrambling" e limites para a propagação de informação quântica em sistemas de muitos corpos.
A dinâmica da informação também relaciona-se com conceitos aparentemente diferentes, tais como buracos negros. Os buracos negros podem ser vistos como dispositivos de processamento de informações quânticas pela dualidade holográfica, que relaciona a gravidade quântica e a teoria quântica de campos. Em outras palavras, existem sistemas quânticos - que esperamos que possam ser realizados em experimentos - que são dinamicamente equivalentes a buracos negros na gravidade quântica. Uma grande questão em aberto que é imediatamente levantada diz respeito, dessa forma, até que ponto e quais sistemas quânticos de muitos corpos se comportam como buracos negros pela dualidade. Esta questão está intimamente ligada a vários conceitos de emaranhamento quântico, "scrambling" e limites para a propagação de informação quântica em sistemas de muitos corpos.
Figura: (esquerda) Diagrama de fase do modelo de Aubry-André com potencial desordenado. O modelo prevê a existência de fases térmicas e com não térmicas - Anderson localization/Many-Body Localization (MBL). (direita) Dinâmica do emaranhamento em um sistema que não termaliza (MBL).
Referências selecionadas:
Fernando Iemini, Angelo Russomanno, Davide Rossini, Antonello Scardicchio, and Rosario Fazio, PHYSICAL REVIEW B 94, 214206 (2016).
Silvia Pappalardi, Angelo Russomanno, Bojan Žunkovič, Fernando Iemini, Alessandro Silva, and Rosario Fazio, PHYSICAL REVIEW B 98, 134303 (2018).
Antônio C. Lourenço , Luis Fernando dos Prazeres,Thiago O. Maciel, Fernando Iemini , and Eduardo I. Duzzioni, PHYSICAL REVIEW B 105, 134422 (2022).