Geri Dön

Quantum correlations under open quantum systems and quantum phase transitions

Açık kuantum sistemlerinde ve kuantum faz geçişlerinde kuantum korelasyonları

PDF İndir

  1. Tez No: 334912
  2. Yazar: FERDİ ALTINTAŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RESUL ERYİĞİT
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Kuantum Korelasyonları, A¸cık Kuantum Sistemleri, Kuantum Faz Ge¸ci¸sleri, Quantum Correlations, Open Quantum Systems, Quantum Phase Transitions
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Abant İzzet Baysal Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Atom ve Molekül Fiziği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 98

Özet

Bu tezde ilk olarak farklı kuantumluk ölçütlerinin, dolaşıklık ve ardı (kuantum geçimsizlik ve ölçüm bağlı rahatsızlık) gibi ayrıca Bell lokalsizliğinin, eşevresizlik altında dinamiklerini inceledik. İkinci olarak, ilgilendiğimiz kuantum korelasyon ölçütlerinin kuantum faz geçişlerinin kritik noktalarını tespit etmedeki yeteneklerini çalıştık.İlk olarak, tek modlu sızdıran kavite ile etkileşen iki özdeş ve özdeş olmayan atomlar arasındaki dolanıklık, kuantum geçimsizliği ve Bell lokalsizliği gibi kuantum korelasyon ölçütlerinin dinamiklerini inceledik. Tek atom bozunumu, kavite bozunma oranı ve atomların ilk hazırlanma durumlarının kuantum korrelasyon ölçütlerindeki etiklerini standart Lindblad optikal master denkleminde dönen-dalga yaklaşımı (DDY) altında numerik çözümüyle incelenmiştir. Yüksek kuantum geçimsizliğinin kavite bozunum oranı büyüklüğünden bağımsız olarak ortaya çıkar iken, dolaşıklık ve Bell lokalsizliğinin zaman içinde sıfır kaldığı bulunmuştur. Tüm atomların uyarılmış olduğu ilk durumda, kuantum geçimsizliğin enerji kaybı altında belirli zaman aralığında arttığı bulunurken, dolaşıklığın azaladığı gözlenmiştir. Bazı başlangıç ve özdeş atomlar için, kavitedeki bozunumun sistemi yüksek dolanıklık ve kuantum geçimsizliğine sahip kararlı bir duruma sürüklediği ispatlanmıştır.İkinci kısımda, genel Werner-tipi başlangıç durumları için DDY ardında tek-modlu sızdıran kavite alanı ile rezonans haliyle etkileşen iki özdeş kübit arasındaki dolanıklığı ve kuantum geçimsizliğin dinamiği araştırıldı. Bu dinamik son zamanlarda türetilen Lindblad tipi kuantum optiksel master denklemi kullanılarak [F.~Beaudoin, J.M.~Gambetta, A.~Blais, Phys. Rev. A {\bf 84} (2011) 043832] nümerik olarak incelendi ve daha önce dinamiği araştırılan {\it ad hoc} master denklemiyle, diğer bir adıyla standart Lindblad kuantum optiksel master denklemi, karşılaştırıldı. Şuana kadar ki sızdıran sistemlerde standart Lindblad kuantum optiksel master denklemi kullanılarak yapılan araştırmaların aksine, biz yaptığımız çalışmalarda atom-alan durgun durumlarının kavite bozunum oranından bağımsız olduğunu ve sadece üstüste binen başlangıç durumlarıyla eşevresiz serbestdurumlarının belirlediği oldukça basit bir yapı olduğunu gösterilmiştir. DDY olmayan dinamiklerin, DDY şartlarında elde edilemeyen kuantum geçimsizliği ve dolanık üzerinde dikkat çeken etkileri olduğu bulunmuştur. Örneğin, eşevresiz serbest durumlar ile üstüste binmeyen başlangıç durumları için bile durgun durum dolanıklığı oluşturulabilir.En son olarak, dolaşıklık, kuantum dgeçimsizliği, ölçüm bağlı rahatsızlık ve Bell lokalsizliği gibi kuantumluk ölçütlerini kullanarak, Ising, XY, XYT, XXZ ve LMG modellerinin temel durumlarındaki kuantum faz geçişlerini çalıştık. Farklı kuantum correlasyon ölçütlerinin, özellikle ölçüm bağlı rahatsızlığının ve Bell lokalsizliğinin, kuantum faz geçişlerinin krıtik noktalarını gösterme performansını temel olarak inceledik. Ölçüm bağlı rahatsızlık ölçütünün incelediğimiz kritik sistemlerdeki birinci ve ikinci dereden tüm faz geçişlerinin saptar iken, XXZ modelindeki sonsuz seviyedeki kuantum faz geçişini göstermede başarısız olduğu bulundu. Dikkate şayan bir şekilde, Bell lokalsizliği ölçütünün ilgilendiğimiz temel durumlardaki kuantum ve klasik correlasyonların sıfır olduğu durumlarda bile tüm faz geçişlerinin yakaladığı bulundu.

Özet (Çeviri)

In this thesis, we, first, study the dynamics of different quantumness measures, such as entanglement and beyond~(quantum discord and measurement induced disturbance) as well as Bell non-locality under decoherence. We, second, focus the ability of the considered quantum correlation measures to detect the critical points of quantum phase transitions.First, we have studied the dynamics of quantum correlations such as entanglement, Bell non-locality and quantum discord between identical and unidentical atoms interacting with a single-mode cavity field and subject to cavity decay. The effect of single atom detuning, cavity decay rate and initial preparation of the atoms on the corresponding correlation measures have been investigated under rotating wave approximation by numerically solving the standard Lindblad quantum optical master equation. High quantum discord is found to be induced regardless of the magnitude of the cavity decay rate, while entanglement and Bell non-locality stay zero for an initially product states. Quantum discord is found to increase in a certain time period under dissipation, while entanglement decreases for the initial state that both atoms are in their excited states. For some type of initial states and identical atom case, cavity decay is shown to drive the system to a stationary state with high entanglement and quantum discord.Second, we have investigated the dynamics of entanglement and quantum discord between two identical qubits resonantly interacting with a common single mode leaky cavity field beyond the rotating wave approximation (RWA) for general Werner-like initial states. The dynamics have been numerically investigated by using recently derived Lindblad type quantum optical master equation [F.~Beaudoin, J.M.~Gambetta, A.~Blais, Phys. Rev. A {\bf 84} (2011) 043832] and compared with the dynamics investigated by {\it ad hoc} master equation, the so-called standard Lindblad quantum optical master equation. Contrary to previous investigations of the same model in the dissipative regime by using thestandard Lindblad quantum optical master equation at ultrastrong coupling regime, we have found that the atom-field steady states are cavity decay rate independent and have a very simple structure determined solely by the overlap of initial atomic state with the decoherence free state which is valid for all coupling regimes. Non-RWA dynamics are found to have remarkable effects on the steady state quantum discord and entanglement that cannot be achieved under RWA conditions, for instance, they can induce steady state entanglement even for the initial states that have no overlap with the decoherence free state.Finally, we have investigated the quantum phase transitions in the ground states of several critical systems, including transverse field Ising and XY models as well as XY with multiple spin interactions, XXZ and the collective system Lipkin-Meshkov-Glick models, by using different quantumness measures, such as entanglement, quantum discord, measurement-induced disturbance and Bell non-locality. We have basically analyzed the performance of different quantumness measures, especially measurement-induced disturbance and Bell non-locality to detect the critical points of quantum phase transitions. Measurement-induced disturbance is found to detect the first and second order phase transitions present in these critical systems, while it is found to fail to signal the infinite-order phase transition present in the XXZ model. Remarkably, Bell non-locality is found to detect all the phase transitions, even when quantum and classical correlations are zero for the relevant ground state.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    539986

    Quantum aspects of molecular correlations in biological catalysis

    Biyolojik katalizde moleküler ilintilerin kuantum doğası

    ONUR PUSULUK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Biyofizikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KEREM CANKOÇAK

    PROF. DR. CEMSİNAN DELİDUMAN

  2. Tez No

    541509

    Haldane phase in the bond-alternating spin-1/2 XXZ chain: DMRG and fermionization studies

    Haldane fazında bağ değiştiren spin-1/2 XXZ zinciri: DMRG ve fermiyonlaştırma çalışması

    MUROD BAHOVADINOV

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN

  3. Tez No

    37306

    Pakistan ve Hindistan'da Şah Veliyullah el Dehlevi'den (Ö. 1176/1762) günümüze kadar hadis çalışmaları

    Başlık çevirisi yok

    HALİD ZAFERULLAH DAUDİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    DinAnkara Üniversitesi

    Temel İslam Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMED SAİD HATİBOĞLU

  4. Tez No

    725516

    Investigation of the growth kinetics and morphology transitions during porous anodization of titanium in ethylene glycol based electrolytes

    Etilen glikol bazlı elektrolitlerde titanyumun gözenekli anodizasyonu sırasında oluşan oksidin büyüme kinetiği ve morfolojik geçişlerinin incelenmesi

    EREN SEÇKİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN

  5. Tez No

    479202

    Dynamics of quantum correlations under non-linear non-markovian stochastic disturbances

    Doğrusal olmayan non-markovian gürültünün kuantum korelasyonların dinamiğine etkisi

    ARZU KURT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAbant İzzet Baysal Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RESUL ERYİĞİT

Geri Dön