Palestras

Palestrante: Ivan S. Oliveira

Idioma: Português(BR)

Resumo: Na área de pesquisa conhecida como Termodinâmica Quântica, investigam-se sistemas termodinâmicos sob a evolução de dinâmica quântica. Inúmeros resultados importantes têm surgido nos últimos anos e ajudado na compreensão do papel das correlações quânticas em sistemas termodinâmicos. Neste cenário, a Ressonância Magnética Nuclear (RMN), por ser uma técnica que lida naturalmente com sistemas térmicos, por um lado, porém capaz de implementar transformações unitárias com grande controle, por outro, tornou-se talvez a principal ferramenta de estudo da Termodinâmica Quântica. Neste seminário será mostrado como são feitos estudos de Termodinâmica Quântica utilizando a RMN e discutidos alguns exemplos de experimentos ligados à chamada "inversão da seta do tempo", um dos conceitos fundamentais em Termodinâmica.

Palestrante: Roberto Menezes Serra

Idioma: Português(BR)

Palestrante: Sebastian Deffner

Idioma: Inglês

Abstract: The notion of a “quantum heat engine” was coined in a seminal paper by Scovil and Schultz-DuBois more than six decades ago. However, such quantum thermodynamic devices have become an experimental reality only over the last few years. This new development has been driven by the concentrated efforts around the globe in designing quantum technologies. Therefore, today more than ever, a concise understanding of the thermodynamic resources required to operate quantum mechanical devices is urgently needed. In this talk, I will be surveying some of our recent breakthroughs in the study of quantum heat engines, and highlight our research efforts at the frontiers of quantum thermodynamics.

Palestrante: Romain Bachelard

Idioma: Português(BR)

Resumo: Sistemas atômicos são plataformas promissoras para computação quântica, pois permitem a implementação de várias operações através de portas. Por exemplo, o fenômeno de bloqueio de excitação que ocorre nos átomos de Rydberg é usado para realizar portas cada vez mais rápidas e com maior fidelidade. Além disso, esses sistemas apresentam uma boa escalabilidade. Recentemente, átomos neutros perto do estado fundamental atraíram muita atenção devido ao controle com qual as redes atômicas podem ser criadas e manipuladas. Nesta palestra, discutirei como as interações dipolo-dipolo, que possuem naturalmente uma componente dissipativa (operador de Lindblad), podem ser usadas para gerar o efeito de bloqueio e criar memórias. Além disso, mostrarei como a emissão espontânea “coletiva” permite gerar estados emaranhados. Assim, o processamento e armazenamento de informação com redes de átomos frios torna-se uma alternativa, comparada com as demais plataformas.

Palestrante: Gabriel Landi

Idioma: Português(BR)

Resumo: Quantum Bayesian Networks (QBNs) provide a method for obtaining the statistics of multipoint quantities in quantum coherent systems, while avoiding the measurement backaction. These quantities play a particularly important role in quantum thermodynamics, since concepts such as heat and work do not depend on the state of a system, but rather on the process it undergoes. Although QBNs cannot be directly measured from a single experiment, in this talk I will show how they can be recovered from experiments on identical copies of a system, via measurement post-selection. The potential applications of this tool to quantum thermodynamics are also discussed. In particular, we report on a recent experiment which uses QBNs for determining the full statistics of the heat exchanged between two quantum correlated bodies.

Palestrante: Bertulio de Lima Bernardo

Idioma: Português(BR)

Resumo: Uma das questões mais fundamentais no âmbito da termodinâmica quântica é desvendar o papel de recursos quânticos como coerência e emaranhamento em processos energéticos que ocorrem a nível atômico. Nesta apresentação faremos uma investigação da relação entre essas propriedades e a primeira lei da termodinâmica, onde revela-se que algumas transferências de energia acompanhadas de variação de coerência não podem ser classificadas nem como trabalho nem como calor. Sob o mesmo ponto de vista, destacamos um exemplo em que o emaranhamento gerado entre um sistema quântico fortemente acoplado com o seu ambiente é proporcional à assimetria do fluxo de calor que naturalmente ocorre entre eles.

Palestrante: Frederico Borges de Brito

Idioma: Português(BR)

Resumo: O advento de tecnologias quânticas e os avanços na observação de motores biológicos têm fomentado um crescente interesse na compreensão da física de estados fora-de-equilíbrio de sistemas de pequena escala. A perspectiva de se ter “máquinas” nano-mesoscópicos operando sob demanda impõe condições além do regime de validade original da termodinâmica, o que dificulta a descrição de tais processos. Ainda mais: neste regime os efeitos quânticos se tornam relevantes, introduzindo uma nova origem física para as flutuações observadas. Neste contexto, é uma indagação justa se as leis da termodinâmica permanecem válidas (ou se ainda fariam sentido) e como a descrição entrópica e energética podem ser entendidas e quantificadas.

Nesse seminário apresentaremos alguns avanços alcançados nesta área e discutiremos o estudo de caso de um “universo” quântico formado apenas por um dipolo interagindo com um pacote de fóton único. Veremos que uma descrição consistente pode ser estabelecida considerando-se trabalho como dado pela contribuição unitária da evolução e definindo-se calor através da 1a lei da termodinâmica. Tal descrição será obtida sem uso de aproximação de acoplamento fraco ou processo Markoviano.

Palestrante: José Augusto Oliveira Huguenin

Idioma: Português(BR)

Abstract: Degrees of freedom of light as polarization and transverse modes are powerful resources for quantum information and quantum computation protocols. A polarized photon prepapered in the first-order transverse mode can be described as a two qubit system, the so-called spin-orbit mode. In addition, intense laser beams can be prepared in a non-separable spin-orbit mode, analogous to entangled states of internal degrees of freedom of light. In this talk, I will present the main results of our experiments with spin-orbit modes using intense laser beam and linear optics to emulate quantum bipartite and tripartite correlations, as contextuality and discord, quantum gates, non-Markovianity, quantum channels, system-environment interaction, and quantum thermal machine. I hope to show how suitable this platform is for quantum information tasks.

Palestrante: Hilma Macedo de Vasconcelos

Idioma: Português(BR)

Resumo: Computadores quânticos de grande escala exigirão operações de porta quântica entre qubits amplamente separados. Um método para implementar tais operações, conhecido como teletransporte de porta quântica (QGT), requer apenas operações locais, comunicação clássica e emaranhamento compartilhado. Demonstramos o QGT em uma arquitetura escalonável ao teletransportar deterministicamente uma porta NOT controlada (CNOT) entre dois qubits em locais separados espacialmente em uma armadilha de íons. A fidelidade de emaranhamento da nossa CNOT teletransportada está no intervalo (0,845, 0,872) no nível de confiança de 95%. A implementação combina transporte de íons com rotações e detecções de qubit único endereçadas individualmente, portas de dois qubit de mesma espécie e mista e operações condicionais em tempo real, demonstrando assim ferramentas essenciais para dimensionar computadores quânticos de íons aprisionados combinadas em um único dispositivo.