Control cuántico coherente mediante transiciones de Landau-Zener

• Autores: Murgida, Gustavo Ezequiel
• Año de publicación: 2010
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Tamborenea, Pablo Ignacio; Wisniacki, Diego Ariel
• Materia: CONTROL COHERENTE; PUNTOS CUANTICOS; LANDAU-ZENER; ISOMERIZACION; COHERENT CONTROL; QUANTUM DOTS; LANDAU-ZENER; ISOMERIZATION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En este trabajo proponemos un método para controlar de una manera extremadamente simple el estado de un sistema cuántico. La estrategia de control está basada en el modelo de Landau-Zener y consiste esencialmente en emplear los cruces evitados para alcanzar diferentes niveles de energía y en recorrer lentamente las curvas adiabáticas del espectro,hasta arribar al estado deseado. La simpleza del método proviene de suponer que el sistema se comporta localmente, cerca de cada anticruce, como un sistema de dos niveles de Landau-Zener. Sin embargo, mediante simulaciones numéricas en diferentes sistemas realistas comprobamos que nuestra estrategia de control posee una eficiencia sorprendente. Las primeras aplicaciones numéricas fueron realizadas en un sistema de dos puntos cuánticos acoplados con dos electrones intearactuantes en su interior. Empleando un campo eléctrico externo como parámetro de control y partiendo del estado fundamental a campo E /0, logramos localizar ambos electrones en un mismo punto cuántico, construir estados entrelazados, recorrer en forma eficiente caminos complejos en el espectro para conectar niveles de energía lejanos y construir superposiciones coherentes de varios autoestados. El método tambié fue aplicado en otro sistema muy diferente al anterior, la molécula de LiCN. Nuevamente pudimos controlar exitosamente el estado del sistema y además encontramos una solución al problema de isomerizar la molécula. Para ello también empleamos como parámetro de control un campo eléctrico externo. De esta manera mostramos que nuestro método puede ser aplicado eficientemente en diferentes sistemas complejos y creemos que posee un importante potencial en el campo del control coherente.
In this work we propose a method to control the state of a quantum system in a extremely simple way. The control strategy is based on the Landau-Zener model and consist essentially in using the avoided crossings to reach different energy levels and walking slo- wly the adiabatic curves of the spectrum, in order to reach the target state. The simplicity of the method came from the hypothesis that the system evolves locally, near each avoided crossing, as a two levels Landau-Zener system. However, through numerical simulations in different systems we prove that our control strategy has a surprising efficiency. The first numerical applications were realized on a double quantum with two inter- acting electrons inside. Using an external electric field as control parameter and starting from the ground state at field E / 0, we were able to localize both electrons in the same dot, to construct entangled states, to connect distant energy levels by following complex paths on the spectrum in a efficient way, and to construct coherent superposition of several eigenstates. The method was also applied to a very different system, the LiCN molecule. Again we were able to control successfully the state of the system, and moreover we found a solution for the problem of isomerizing the molecule. Also in this case we used an electric field as control parameter. In this way we have shown that our method can be successfully applied to different complex systems, and we believe that it has a great potential in the field of coherent control
Fil: Murgida, Gustavo Ezequiel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.