{"id":114026,"date":"2013-05-04T00:00:00","date_gmt":"2013-05-04T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/quantum-simulations-with-ultracold-atoms-beyond-standard-optical-lattices\/"},"modified":"2013-05-04T00:00:00","modified_gmt":"2013-05-04T00:00:00","slug":"quantum-simulations-with-ultracold-atoms-beyond-standard-optical-lattices","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/fisica-del-estado-solido\/quantum-simulations-with-ultracold-atoms-beyond-standard-optical-lattices\/","title":{"rendered":"Quantum simulations with ultracold atoms: beyond standard optical lattices."},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Philipp Hans J\u00c1\u00bcrgen Hauke <\/strong><\/h2>\n<p>Tras varias d\u00e9cadas de investigaci\u00f3n, algunos problemas fundamentales de la f\u00edsica cu\u00e1ntica, como la superconductividad de alta temperatura, o el confinamiento de los quarks, carecen de una explicaci\u00f3n com\u00fanmente aceptada. Esto se debe en parte a la dificultad existente para controlar y medir estos sistemas. Para lograr una comprensi\u00f3n m\u00e1s profunda, los investigadores han desarrollado modelos simplificados, dise\u00f1ados para contener los fen\u00f3menos de mayor inter\u00e9s en el sistema considerado. Sin embargo, debido a la complejidad exponencial del espacio de hilbert, incluso la resoluci\u00f3n de algunos de los modelos cu\u00e1nticos m\u00e1s simples plantea grandes retos para el c\u00e1lculo computacional o anal\u00edtico. En 1982 [int. J. Theor. Phys. 21, 467], feynman propuso resolver estos modelos mediante su simulaci\u00f3n experimental en otros sistemas cu\u00e1nticos. Dise\u00f1ados para regirse por las mismas ecuaciones que presentaba el modelo original, se espera que la medici\u00f3n directa de estos llamados simuladores cu\u00e1nticos (sc) lleve a profundizar en la comprensi\u00f3n de algunos de los grandes problemas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica.  en la presente tesis doctoral, identificamos cuatro requisitos que debe cumplir un sc para que sea \u00fatil: relevancia, controlabilidad,  fiabilidad, y eficiencia. Centr\u00e1ndonos en estos, examinaremos lo mas puntero de dos enfoques distintos: sc digitales y anal\u00f3gicos.  considerando posibilidades de aumentar la controlabilidad sobre los sc, proponemos un sistema para establecer, via espectroscop\u00eda cu\u00e1ntica de polarizaci\u00f3n, correlaciones cu\u00e1nticas entre un n\u00famero mesosc\u00f3pico de part\u00edculas con esp\u00edn en redes \u00f3pticas. Esta t\u00e9cnica podr\u00eda ser \u00fatil en la generaci\u00f3n de estados, o en protocolos de informaci\u00f3n cu\u00e1ntica.  por otra parte, mostraremos la gran variedad de problemas en materia condensada que se pueden atacar mediante scs de \u00e1tomos en redes \u00f3pticas o iones atrapados, calculando estados fundamentales de sistemas de muchos cuerpos mediante varios m\u00e9todos anal\u00edticos y num\u00e9ricos. los ejemplos escogidos, algunos ya realizados experimentalmente, incluyen escenarios diversos como el antiferromagnetismo frustrado, las transiciones de fase cu\u00e1nticas en geometr\u00edas ex\u00f3ticas, los aislantes cu\u00e1nticos, las redes gauge no abelianas, el orden orbital de fermiones ultrafrios y sistemas con interacciones de largo alcance.  la realizaci\u00f3n experimental de estos modelos requiere t\u00e9cnicas m\u00e1s all\u00e1 de las est\u00e1ndar en redes \u00f3pticas empleando, por ejemplo, modulaciones peri\u00f3dicas en el tiempo de redes de geometr\u00eda ex\u00f3tica, \u00e1tomos ultrafr\u00edos en bandas excitadas, o iones atrapados sumergidos en redes \u00f3pticas. los modelos considerados, sugeridos por importantes problemas abiertos en f\u00edsica cu\u00e1ntica, a pesar de ser dif\u00edcilmente resolubles para los ordenadores cl\u00e1sicos, podr\u00edan ser f\u00e1cilmente simulables a nivel cu\u00e1ntico en un futuro cercano, usando \u00e1tomos ultrafr\u00edos o iones.  pese a que el grado de control alcanzado sobre modelos importantes ha incrementado de forma dram\u00e1tica en los \u00faltimos a\u00f1os, la fiabilidad y eficiencia de los scs ha gozado significativamente de menos atenci\u00f3n. para la segunda parte importante de esta tesis subrayaremos la necesidad de considerar los aspectos mencionados bajo condiciones experimentales realistas. En este contexto, estudiaremos situaciones espec\u00edficas donde algunos t\u00e9rminos que hab\u00edan sido pasados por alto en la literatura previa pueden cobrar importancia. Posteriormente, caracterizaremos en un ejemplo gen\u00e9rico la influencia del desorden en los resultados de un sc anal\u00f3gico. M\u00e1s a\u00fan, nuestros resultados sugieren una conexi\u00f3n entre la fiabilidad y la eficiencia en un sc: es menos fiable exactamente en aquellos reg\u00edmenes donde las simulaciones cl\u00e1sicas son menos eficientes.  si pudieran satisfacer nuestros cuatro requisitos, scs podr\u00edan revolucionar el enfoque a problemas en mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, permiti\u00e9ndonos calcular el comportamiento de hamiltonianos complejos as\u00ed como dise\u00f1ar nano materiales y compuestos qu\u00edmicos de gran versadilidad.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Quantum simulations with ultracold atoms: beyond standard optical lattices.<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Quantum simulations with ultracold atoms: beyond standard optical lattices. <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Philipp Hans J\u00c1\u00bcrgen Hauke <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Polit\u00e9cnica de catalunya<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 05\/04\/2013<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Maciej Lewenstein<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: tilman Esslinger <\/li>\n<li>patrick \u00ed\u00b6hberg (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Philipp Hans J\u00c1\u00bcrgen Hauke Tras varias d\u00e9cadas de investigaci\u00f3n, algunos problemas fundamentales de la f\u00edsica cu\u00e1ntica, como 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