Física Interdisciplinar e Informação Quântica

Física Interdisciplinar

Denominamos "Física Interdisciplinar" várias linhas de pesquisa que naturalmente envolvem interações com outras áreas do conhecimento humano, como por exemplo

  • Informação Quântica
  • Físico-Química
  • Física Matemática
  • Sistemas Dinâmicos
  • Física Médica
  • Biofísica
  • Geofísica

  


Informação Quântica

Informação Quântica é uma nova área de pesquisa que combina Ciência da Informação, Física, Matemática, Computação e Engenharia. Um aspecto particular, que geralmente atrai considerável interesse para esta área, é o fato de que o processamento de informação ou comunicação utilizando sistemas quânticos pode ser aplicado para realizar tarefas que seriam impraticáveis no âmbito da Teoria Clássica de Informação (paradigma atual). Estas tarefas incluem, por exemplo, códigos inexpugnáveis (criptografia quântica) e algoritmos exponencialmente mais eficientes que os realizados atualmente em computadores clássicos.

A realização prática dos computadores quânticos e redes quânticas de transmissão de dados é limitada pelo processo chamado de decoerência. Este fenómeno surge devido ao acoplamento inevitável do sistema quântico com o ambiente ao seu redor e/ou devido a flutuações intrínsecas (ruído) presentes em dispositivos e experimentos reais. O fenômeno da decoerência e seu controle são tópicos desafiadores sob intensa investigação nesta área de pesquisa. Além disso, a Ciência da Informação Quântica tem um significado profundo para a própria fundamentação da Física. De fato, o ponto de vista informacional da Natureza é uma ferramenta poderosa para estabelecer princípios físicos básicos e os limites tecnológicos atingíveis atualmente.

A manipulação individual de átomos e fótons permitiu a demonstração dos fundamentos básicos da Ciência da Informação Quântica, mas esses sistemas não são os únicos considerados hoje em dia. O cenário é ainda mais interessante considerando que, para sistemas multipartidos em escala nano ou meso, a ocorrência de manifestações quânticas pode ser acompanhada por (ou estar em concorrência com) um grande conjunto de efeitos físicos interessantes, típicos do domínio mesoscópico. Determinar qual é a influência mútua entre fenômenos complexos emergentes da escala meso, e os fenômenos quânticos, é não apenas fascinante mas também crucial para a compreensão plena da maneira como a natureza determina os processos complicados que ocorrem além do paradigma “pequeno, protegido e elementar”, típico de átomos e fótons individuais.

Ciência da Informação Quântica e Tecnologia Quântica (de sistemas meso e nano) são áreas de pesquisa fortemente interdisciplinares que irão desempenhar um papel crucial na evolução tecnológica do século XXI.

Os alunos que optarem pela linha de pesquisa "Ciência da Informação Quântica", do Programa de Pós-Graduação em Física da UFABC, irão desenvolver seus projetos no Grupo de "Ciência e Tecnologia em Informação Quântica", sob a orientação de cientistas líderes na área. O Grupo de Informação Quântica da UFABC é altamente motivado e entusiasmado e possui grande visibilidade internacional. A pesquisa desenvolvida por este grupo inclui uma vasta gama de temas, entre eles:

  • Ciência da Informação Quântica (Teórica e Experimental)  
  • Nanoestruturas para a Computação Quântica
  • Termodinâmica Quântica
  • Metrologia Quântica
  • Sistemas Quânticos Abertos
  • Implmentações experimentais com qubits de spins e photons
  • mais informações em: http://www.quantumufabc.org/

 


Orientadores do Programa ligados a esta área

 

  • Valery Shchesnovich
    Condensados de Bose-Einstein, Dinâmica Não-Linear
    Propagação de Luz em Cristais Fotónicos
  •  André Gustavo Scagliusi Landulfo
    Relatividade Geral, Teoria Quântica de Campos em Espaços-Tempos Curvos
    Informação Quântica e sua interface com a Teoria da Relatividade 

 

PUBLICAÇÕES RECENTES

Information content in F(R) brane models with nonconstant curvature, Phys. Rev. D 92, 126005 (2015)


Thermal rectification in anharmonic chains under an energy-conserving noise, Phys. Rev. E 92, 062120 (2015)


Multiband electronic characterization of the complex intermetallic cage system Y1−xGdxCo2Zn20, Phys. Rev. B 92, 214414 (2015)


Irreversibility and the Arrow of Time in a Quenched Quantum System, Phys. Rev. Lett. 115, 190601 (2015)


Practical security analysis of two-way quantum-key-distribution protocols based on nonorthogonal states, Phys. Rev. A 92, 052317 (2015)


Tight bound on the trace distance between a realistic device with partially indistinguishable bosons and the ideal Boson Sampling, Phys. Rev. A 91, 063842 (2015)


Hierarchically structured nanowires on and nanosticks in ZnO microtubes, Scientific Reports 5, 15128 (2015)


Microtubes decorated with nanowires, Applied Physics Letters 106, 213104 (2015)


Relaxation dynamics of deeply supercooled confined water in L,L-diphenylalanine micro/nanotubes, Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 32126 (2015)


Compact stars with a small electric charge: the limiting radius to mass relation and the maximum mass for incompressible matter, Euro. Phys. J. C, 75, 76 (2015)


Charged black holes in expanding Einstein-de Sitter universes, Classical and Quantum Gravity 32, 115004 (2015)


Numerical relativity simulations of neutron star merger remnants using conservative mesh refinement, Phys. Rev. D 91, 124041 (2015)


DFT+U Simulation of the Ti_4O_7−TiO_2 Interface, Phys. Rev. Applied 3, 024009 (2015)


Partial indistinguishability theory for multiphoton experiments in multiport devices, Phys. Rev. A 91, 013844 (2015)


Coherent measurements in quantum metrology, New Journal of Physics 17, 023057 (2015)


Classical Tests of General Relativity: Brane-World Sun from Minimal Geometric Deformation, Europhysics Letters 110, 40003 (2015)


Configurational Entropy for Travelling Solitons in Lorentz and CPT Breaking Systems, Annals of  Physics 359, 198 (2015)


Thick Braneworlds and the Gibbons-Kallosh-Linde No-go Theorem in the Gauss-Bonnet Framework, Europhysics Letters 110, 20004 (2015)


Questing for Algebraic Mass Dimension One Spinor Fields, European  Physical Journal C 75 (2015) 266


D-oscillons in the standard model extension, Phys. Rev. D 91, 125021 


Non-Markovian qubit dynamics in a circuit-QED setupPhys. Rev. A 91, 022122


Cavity-aided quantum parameter estimation in a bosonic double-well Josephson junctionPhys. Rev. A 91, 033631 (2015)


Thermal transport in out-of-equilibrium quantum harmonic chainsPhys. Rev. E 91, 042116 (2015)


Spinor Fields Classification in Arbitrary Dimensions and New Classes of Spinor Fields on 7-Manifolds, JHEP 1502, 069 (2015)


Regular Bulk Solutions in Brane-worlds with Inhomogeneous Dust and Generalized Dark Radiation, Adv. High Energy Phys. 2015, 59268 (2015)


Holographic Dark Energy Models and Higher Order Generalizations in Dynamical Chern-Simons Modified Gravity, Eur. Phys. J. C 75, 44 (2015)


Spherically symmetric thick branes cosmological evolution, Gen. Rel. Grav. 47, 1840 (2015).

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