Přenos excitace pomocí kvantové procházky

Název anglicky / Title English: Transfer of excitation by means of a quantum walk
Osnova / Outline:

Kvantová procházka [1] je zobecnění klasické náhodné procházky na diskrétní unitární časový vývoj kvantové částice. Pohyb částice je určen mincí, která je realizována jistým unitárním operátorem na prostoru možných posunutí. V kvantové procházce každé trajektorii částice odpovídá amplituda pravděpodobnosti. Různé trajektorie vedoucí do stejného bodu interferují a výsledkem je vlnový charakter kvantové procházky.

Kvantové procházky je možné využít jako model pro přenos excitace do absorbujícího centra [2,3]. Efektivita přenosu závisí volbě na mince a počátečních podmínkách, a může být ovlivněna např. perkolacemi grafu [4]

Cíle práce je seznámit se s tématikou kvantových procházek a jejich využitím v kvantové informaci a kvantových simulacích. Dále se zaměřit na přenos excitace pomocí kvantové procházky, zkoumat jeho efektivitu a možné implementace v optických experimentech [5,6]. Téma je vhodné pro bakalářskou práci nebo výzkumný úkol a je možné na něm pokračovat na diplomovou práci.

Literatura / reference:

[1]   J. Kempe, Quantum Random Walks: an Introductory Overview, Contemp. Phys. 44, 307 (2003). (https://arxiv.org/abs/quant-ph/0303081)

[2]   N. Konno et al., Absorption problems for quantum walks in one dimension, J. Phys. A 36, 241 (2003). (https://arxiv.org/abs/quant-ph/0208122)

[3]   E. Bach et al., One-dimensional quantum walks with absorbing boundaries, J. Comput. Sys. Sci. 69, 562 (2004). (https://arxiv.org/abs/quant-ph/0207008)

[4]   M. Štefaňák, J. Novotný and I. Jex, Percolation assisted excitation transport in discrete-time quantum walks, New J. Phys. 18, 023040 (2016). (https://arxiv.org/abs/1602.04678)

[5]   A. Schreiber et al., A 2D Quantum Walk Simulation of Two-Particle Dynamics, Science 336, 55 (2012). (https://arxiv.org/abs/1204.3555)

[6]   T. Nitsche et al., Quantum Walks with Dynamical Control: Graph Engineering, Initial State Preparation and State Transfer, New J. Phys. 18, 063017 (2016). (https://arxiv.org/abs/1601.08204)

Jméno vedoucího / Supervisor name: Martin Štefaňák
Pracoviště vedoucího / Supervisor office: KF, B-219
Email vedoucího / Supervisor email: martin.stefanak@fjfi.cvut.cz
Datum zadání / Date of creation: 21. 3. 2017
Jazyk / Language:
  • Česky / Czech
  • Anglicky / English
Výzkumná skupina: Kvantová informace a komunikace