Kvantum-összefonódás vizsgálata rendezetlen spinrendszerekben

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Cím angolul: 
Quantum entanglement in disordered spin systems
Típus: 
BSc szakdolgozat téma - fizikus
Félév: 
2021/22/2.
Témavezető: 
Név: 
Werner Miklós Antal
Email cím: 
wernermiklos@gmail.com
Intézet/Tanszék/Cégnév: 
BME Fizikai Intézet, Elméleti Fizika Tanszék
Beosztás: 
Tudományos Munkatárs
Hallgató: 
Név: 
Penc Patrik
Képzés: 
Fizika BSc - fizikus
Elvárások: 

Kvantummechanika és lineáris algebra alapos ismerete. Érdeklődés a kvantumfizika és a számítógépes szimulációk irányába.

Leírás: 

A kvantumos rendszerek állapotainak egyik legalapvetőbb tulajdonsága, hogy részrendszereik között úgynevezett kvantum-összefonódást találhatunk, mely akár klasszikus statisztikai modellekkel nem magyarázható erős korrelációkhoz vezethet a részrendszerek között. Az összefonódás jelensége, a meglepő kísérleti eredményeken túl, rendkívül hatékony -- klasszikus számítógépeken elérhetetlennek tűnő – kvantumalgoritmusok megvalósításával kecsegtet, melyeket reményeink szerint a nem túl távoli jövőben már kvantum-számítógépein tudunk majd futtatni. Klasszikus számítógépen azonban éppen az összefonódás lehetősége teszi a kvantumrendszerek szimulációját nagyon számításigényessé, hiszen a szükséges erőforrások exponenciálisan függenek a vizsgált rendszer méretétől. Mint kiderül azonban, ez az exponenciális skálázódás gyakran kicselezhető, ha ismerjük a vizsgált kvantumállapot összefonódottsági struktúráját. Sok fizikai szempontból érdekes esetben ugyanis a kvantumállapot összefonódottsága lényegesen gyengébb a maximálisan elképzelhetőnél, és ezt ki lehet használni. A témát választó hallgató feladata, hogy véletlenszerű kölcsönhatásokat tartalmazó (rendezetlen) spinrendszerek kvantumállapotaiban megvizsgálja a különböző részrendszerek összefonódottságát. Az állapotok meghatározására egyszerű egzakt diagonalizációs módszereket alkalmazunk majd, az összefonódást pedig a részrendszerek entrópiájának és az ún. kölcsönös információ meghatározásának segítségével vizsgáljuk.

Titkosítas: 
Hozzáférés nincs korlátozva