Loading...
| Friend's email | |
| Your name | |
| Your email | |
| enter code | |
This page was sent successfuly
- Type of Document: Ph.D. Dissertation
- Language: Farsi
- Document No: 52263 (04)
- University: Sharif University of Technology
- Department: Physics
- Advisor(s): Karimipour, Vahid
- Abstract:
- Quantum mechanics provides a deep understanding of atoms and their interaction with light. As long as we consider only microscopic systems on the scale of an atomic radius, objections to quantum properties such as quantum superposition are nevertheless rare, mainly because of the overwhelming experimental evidence. When it comes to macroscopic systems, many things are not clear anymore. For example,everyday objects of macroscopic size do not exist in superposition of their different states. The reason is that a quantum system interacts with its environment locally,which destroys non-local quantum correlation within the system, larger objects interact with the environment more intensively and therefore lose these correlations more rapidly. With recent progresses in experimental physics, it is nowadays possible to investigate quantum effects in macroscopic scale such as interference in Young’s Double Slit Experiment for molecules and macromolecules and will continue to larger and larger systems. In this thesis, we study the relevant subject; It may be possible, to appear a macroscopic quantum superposition in the quantum phase transition point.The scale of divergence of correlation length in classical phase transition, may appear here in some form of divergence of macroscopic superposition. We study two separated physical systems, namely Ising model in transverse field, and Rydberg atoms subject to the stimulated Raman adiabatic passage. In two cases we show that in the critical point, the system is a macroscopic superposition of its particles. We also show that using the interaction Hamiltonian that only addresses each pair of particles once, the system may become entangled over long distances. For this purpose we study quantum states generated by a sequence of nearest neighbor bipartite entangling operations along an uncorrelated spin chain. We conclude macroscopic quantum superposition only occurs over the entire chain if the nearest neighbor interaction is maximally entangling
- Keywords:
- Macroscopic Quantum System ; Quantum Fisher Information ; Quantum Phase Transition ; Matrix Product State ; Rydberg Blockade ; Stimulated Raman Adiabatic Passage
Digital Object List
-
محتواي کتاب
- view
Bookmark
- پیشگفتار
- ساختار پایان‌نامه
- برهم‌نهی کوانتومی ماکروسکوپی چیست؟
- معیارهای حالت کوانتومی ماکروسکوپی
- اندازه‌ی مؤثر برهم‌نهی کوانتومی
- اندیس p
- محاسبه‌ی اندازه‌ی مؤثر برهم‌نهی: چند مثال مهم
- حالت GHZ تعمیم‌یافته
- حالت W
- حالت خوشه
- حالت خوشه-GHZ
- حالت چلانده‌ی اسپینی
- معیارهای دیگر برهم‌نهی کوانتومی ماکروسکوپی
- معیار بر اساس تمییزپذیری ماکروسکوپی
- معیار بر اساس نرخ وادوسی
- معیار بر اساس تداخل‌سنجی
- معیار بر اساس اندازه‌گیری موضعی
- آیا درهم‌تنیدگی و برهم‌نهی کوانتومی ماکروسکوپی دو معیار متفاوت برای سنجش همبستگی کوانتومی هستند؟
- کاربرد برهم‌نهی کوانتومی ماکروسکوپی: برآورد پارامتر در سیستم‌های کوانتومی
- چرا تولید، نگهداری و مشاهده‌ی حالت‌های کوانتومی ماکروسکوپی سخت است؟
- آماده‌سازی حالت‌های کوانتومی ماکروسکوپی
- نگهداری حالت‌های کوانتومی ماکروسکوپی
- مشاهده و اندازه‌گیری حالت‌های کوانتومی ماکروسکوپی
- معیارهای حالت کوانتومی ماکروسکوپی
- رفتار برهم‌نهی ماکروسکوپی در سیستم‌های اسپینی با تاکید بر گذار فاز کوانتومی
- گذار فاز چیست؟
- رقابت بین کمینه شدن انرژی و بیشینه شدن آنتروپی
- تابع پارش
- پارامتر نظم
- شکست تقارن
- طول همبستگی
- گذار فاز کوانتومی
- نماهای بحرانی
- فرضیه‌ی مقیاس شدن اندازه‌ی محدود
- مدل آیزینگ در میدان عرضی
- گذار فاز در مدل آیزینگ
- حل دقیق مدل آیزینگ
- توابع همبستگی مدل آیزینگ
- آیا در نقطه‌ی گذار فاز درهم‌تنیدگی بلندبرد است؟
- مسئله ما: رفتار برهم‌نهی کوانتومی ماکروسکوپی در گذار فاز کوانتومی
- انگیزش مسئله
- محاسبه‌ی معیار ماکروسکوپی بودن برهم‌نهی کوانتومی مدل آیزینگ
- آیا اندازه‌ی مؤثر برهم‌نهی در نقطه‌ی گذار فاز رفتاری غیر تحلیلی دارد؟
- استخراج نماهای بحرانی با مقیاس‌بندی اندازه‌ی مؤثر برهم‌نهی
- خلاصه‌ی مسئله‌ی حل شده
- گذار فاز چیست؟
- ایجاد برهم‌نهی ماکروسکوپی با اعمال موضعی
- حالت ضرب ماتریسی چیست؟
- فرم ساده‌ی توابع همبستگی در نمایش حالت ضرب ماتریسی
- آیا نمایش ضرب ماتریسیِ یک حالت یکتاست؟
- حالت چلانده چیست؟
- کاربرد حالت چلانده: طیف‌سنج رمزی
- درهم‌تنیدگی حالت چلانده را چگونه اندازه بگیریم؟
- مسئله ما: تولید درهم‌تنیدگی، برهم‌نهی کوانتومی ماکروسکوپی، و حالت‌های چلانده با اعمال موضعی ترتیبی در یک زنجیره‌ی اسپینی
- انگیزش مسئله
- آیا می‌توان فرم ساده‌ای برای حالت تولید شده از عملگرهای متوالی پیدا کرد؟
- محاسبه‌ی اندازه‌ی مؤثر برهم‌نهی کوانتومی
- مثال‌هایی از تولید برهم‌نهی کوانتومی ماکروسکوپی با اعمال موضعی
- یک کلاس از عملگرهای یکانی متقارن
- عملگرهای یکانی کنترلی
- چه عملگرهایی می‌توانند برهم‌نهی کوانتومی ماکروسکوپی تولید کنند؟
- مثال‌هایی از تولید برهم‌نهی کوانتومی ماکروسکوپی با اعمال موضعی
- تولید حالت چلانده با اعمال موضعی
- خلاصه‌ی مسئله‌ی حل شده
- حالت ضرب ماتریسی چیست؟
- رفتار برهم‌نهی ماکروسکوپی در اتم‌های برانگیخته‌ی ریدبرگ
- اتم ریدبرگ چیست؟
- محاصره‌ی ریدبرگ
- کاربرد محاصره‌ی ریدبرگ: تولید مجموعه عملگرهای عام
- عملگر تک کیوبیتی کوانتومی
- عملگر دو کیوبیتی کنترلی
- کاربرد محاصره‌ی ریدبرگ: تولید حالت‌های درهم‌تنیده
- گذار آدیاباتیک تحریکی رامان (STIRAP)
- حالت تاریک
- یک مثال از حالت تاریک: اتم سه ترازه
- ایجاد درهم‌تنیدگی در سیستم دو اتمی ریدبرگ با استفاده از STIRAP
- ایجاد درهم‌تنیدگی در سیستم N اتمی ریدبرگ با استفاده از STIRAP
- هامیلتونی جینز-کامینگز
- هامیلتونی J_x
- مسئله ما: آهسته‌شدن بحرانی ناشی از یک شبه گذار کوانتومی در اتم‌های ریدبرگ
- انگیزش مسئله
- گاف انرژی
- حل معادله‌ی شرودینگر وابسته به زمان
- آیا در نقطه‌ی بحرانی برهم‌نهی کوانتومی ماکروسکوپی داریم؟
- چگونه گذار فاز کوانتومی را تشخیص دهیم؟
- تغییر ناگهانی ویژه‌حالت آدیاباتیک
- افزایش افت‌وخیز کار ترمودینامیکی تحت فرایند ضد دیاباتیک
- میانبر به آدیاباتیک‌بودن با فرایند ضد دیاباتیک
- افت‌وخیز کار ترمودینامیکی در میانبر به آدیاباتیک‌بودن
- نحوه‌ی مقیاس شدن افت‌وخیز کار ترمودینامیکی در نقطه‌ی گذار فاز کوانتومی
- کاهش شباهت دو حالت همسایه
- خلاصه‌ی مسئله‌ی حل شده
- نتیجه‌گیری و سؤال‌های پیش‌رو
- لیست مقالات منتشر شده در دوره‌ی دکتری
- اطلاعات فیشر و نامساوی کریمر-رائو
- نامساوی کریمر-رائوی کوانتومی
- سیستم‌های بسته و تحول‌های یکانی؛ اصل عدم قطعیت تعمیم‌یافته
- فاصله‌ی بورس و اطلاعات فیشر
- قضیه‌ی آدیاباتیک
- اثبات قضیه‌ی آدیاباتیک
- یک مثال از فرایند آدیاباتیک: اجتناب از تقاطع ترازهای انرژی