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Titel: Sistemas ópticos para la caracterización de sistemas coloidales de nanopartículas y consideraciones teóricas cuánticas : implementación del modelo de Ising en Cirq y análisis de entornos acoplados con operadores básicos de Lindblad.
Autor(en): Naranjo Navarrete, Juan Javier
Regisseur: Costa Vera, César Augusto
Stichwörter: FÍSICA
SIMULACIÓN
CIRQ
OPENFERMION
CADENA
ISING
Erscheinungsdatum: Jul-2024
Herausgeber: Quito : EPN, 2024.
Zitierform: Naranjo Navarrete, J.J. (2024). Sistemas ópticos para la caracterización de sistemas coloidales de nanopartículas y consideraciones teóricas cuánticas : implementación del modelo de Ising en Cirq y análisis de entornos acoplados con operadores básicos de Lindblad. 93 páginas. Quito : EPN.
Zusammenfassung: This study presents the simulation of the quantum Ising chain using the Cirq and OpenFermion libraries. Chains with open, periodic, and anti periodic boundary conditions were investigated in both the ferromagne tic and disordered magnetic phases. The transverse field magnetization, energies, and interspin correlation of the ground states were simulated, along with the numerical calculation of the energy gaps between exci ted states and the entanglement entropy. The results were validated th rough theoretical predictions and numerical calculations available in the literature. The simulation demonstrated the quantum phase transition and parity symmetry breaking at the critical point h = J under periodic boundary conditions. Additionally, the hamiltonians and ground states of four-spin chains with periodic boundary conditions were exported to a program in Julia. Utilizing the QSWalk.jl library, the time evolution of the system coupled to environments modeled with Lindblad operators follo wing the GKSL equation was analyzed. Various configurations of ladder operators σ± and transition operators were employed. The results sho wed that the system evolves towards steady states at different rates, with magnetization oscillating when using ladder operators. The use of the σ+ operator on all spins suggests the existence of the superradiance pheno menon.
Beschreibung: Este trabajo presenta la simulación de la cadena cuántica de Ising uti lizando las librerías Cirq y OpenFermion. Se investigaron cadenas con condiciones de borde abiertas, periódicas y antiperiódicas, tanto en las fases ferromagnética como de desorden magnético. Se calcularon la mag netización en la dirección del campo magnético transverso, las energías, y la correlación interespínica de los estados base, así como las brechas de energía entre los estados excitados y la entropía de entrelazamiento. Los resultados se validaron mediante predicciones teóricas y cálculos numéricos disponibles en la literatura. La simulación demostró la transición de fase cuántica y la ruptura de simetría de paridad en el punto crítico h = J bajo condiciones de borde periódicas. Además, se exportaron los hamiltonianos y estados base de cadenas de cuatro espines con condi ciones de borde periódicas a un programa en Julia. Utilizando la librería QSWalk.jl, se analizó la evolución temporal del sistema acoplado a entor nos modelados con operadores de Lindblad siguiendo la ecuación GKSL. Se emplearon distintas configuraciones de operadores escalera σ± y de transición. Los resultados mostraron que el sistema evoluciona hacia es tados estacionarios a diferentes tasas, con una magnetización que oscila al usar operadores escalera. El uso del operador σ+ en todos los espines sugiere la existencia del fenómeno de superradiancia.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/26001
Art: Trabajo de Integración Curricular
Enthalten in den Sammlungen:TIC - Física

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