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Efectos no lineales en el entrelazamiento cuántico híbrido en sistemas Nanoelectromecánicos
Non-linear effects in the hybrid quantum entanglement of nanoelectromechanical systems
KALEN YARID CHAGOLLAN GONZALEZ
ERNESTO COTA ARAIZA
FERNANDO ROJAS IÑIGUEZ
Acceso Abierto
Atribución
sistemas híbridos, no linealidad Duffing, correlaciones cuánticas, TDQS, NEMS
: Hybrid systmes, Duffing non-linearity, quantum correlations
En la última década la miniaturización de los componentes básicos en los dispositivos electrónicos ha generado un aumento en su velocidad de procesamiento a la parde una reducción en su consumo energético. Sin embargo estamos llegando al límite donde la materia deja de comportarse como estamos acostumbrados en el mundo macroscópico debido a que los efectos cuánticos inherentes a todo material comienzan a tener un peso significativo en sus propiedades abriendo un gama de novedosas aplicaciones que apenas comenzamos a explorar. En este trabajo se analizan las propiedades cuánticas de un dispositivo de transbordador de electrones que prometen ser una solución al problema de transporte electrónico en micro y nanodispositivos. Anteriormente se ha observado como estos dispositivos que incluyen nanoresonadores en su estructura presentan efectos no lineales en su oscilación debido a sus dimensiones y su operación a bajas energías. El análisis propuesto se basa en la inclusión de una fuerza de restauración no lineal arrojando el modelo de oscilador conocido como Duffing. Se encontró que la descripción no lineal difiere significativamente del funcionamiento propuesto por el modelo lineal, afectando directamente sus propiedades de transporte electrónico y en un aspecto más profundo su grado de entrelazamiento. Particularmente se confirma la correlación entre el grado de entrelazamiento y la corriente electrónica al observar como los efectos no lineales afectan a ambos de igual manera. En general los efectos no lineales afectan negativamente al grado de entrelazamiento del sistema, aunque se encontraron ciertos casos donde estos efectos lo favorecen, aumentándolo y disminuyendo la dispersión de los máximos en función de la diferencia de potencial aplicada. También se utiliza una visualización en tres dimensiones para los estados de sistemas de tres niveles (qutrit) que presenta información interesante acerca del grado de mezclado de los estados del sistema, en particular, su grado de entrelazamiento.
In the last decade the miniaturization of the basic components in electronic devices has accomplished an increase in their processing speed along with a reduction in their energy consumption. However, we are reaching the limit where matter stops behaving the way we are accustomed in the macroscopic world because the quantum effects inherent to all matter begin to have a significant weight in their properties opening a range of novel applications that we just started to explore. In this work we analyse the quantum properties of an electron shuttle device that promise to be a solution to the problem of electronic transport in micro and nanodevices. Previously it has been observed how these devices that include nanoresonators in their structure present non-linear effects in their oscillation due to their dimensions and their operation at low energies. The proposed analysis is based on the inclusion of a non-linear restoration force giving the oscillator model known as Duffing. It was found that the non-linear description differs significantly in the operation proposed by the linear model, directly affecting its electronic transport properties and in a more profound aspect its degree of entanglement. In particular, the correlation between the degree of entanglement and the electronic current is confirmed by observing how non-linear effects affect both in the same way. In general, nonlinear effects negatively affect the degree of system, although certain cases were found where these effects favor it, increasing it and decreasing the dispersion of the maximums in function of the potential difference applied. A three-dimensional visualization is also used for the states of three-level systems (qutrit) that present interesting information about the degree of mixing of the states of the system, in particular, their entanglement degree.
CICESE
2018
Tesis de maestría
Español
Chagollán González, K.Y. 2018. Efectos no lineales en el entrelazamiento cuántico híbrido en sistemas Nanoelectromecánicos. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 77 pp.
PROPIEDADES DE TRANSPORTE DE ELECTRONES
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