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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Thermodynamics and classicality : Termodinâmica e classicalidade
Title Alternative: Termodinâmica e classicalidade
Author: Oliveira Junior, Alexssandre de, 1994-
Advisor: Oliveira, Marcos César de, 1969-
Abstract: Resumo: Máquinas térmicas que operam no regime quântico são dispositivos compostos por um ou mais sistemas quânticos que operam ciclicamente entre dois reservatórios cujo objetivo é produzir trabalho. Embora as leis da mecânica quântica governem esses dispositivos, isso não implica que essas máquinas funcionem de maneira quântica ou que exibam alguma vantagem. De fato, máquinas quânticas mostraram uma notável semelhança com os modelos clássicos, levantando assim à questão de \emph{o que é quântico em termodinâmica quântica}. Com a ajuda do conceito de P-representabilidade, apresentamos uma simples expressão, denominada função de classicalidade, que permite quantificar o grau de não-classicalidade de um sistema bosônico. Como ilustração, consideramos uma máquina quântica que consiste em um único modo bosônico, como substância de trabalho, acoplada a um reservatório térmico frio e um reservatório térmico comprimido quente. Para dois protocolos específicos, ou seja, um ciclo de Otto quântico e um ciclo generalizado, mostramos que a não-classicalidade é um recurso para executar tarefas termodinâmicas mais eficientes. Além disso, o presente estudo apresenta um arcabouço teórico para estudar como recursos quânticos, como emaranhamento ou coerência, afetam as formulações clássicas dos axiomas da termodinâmica

Abstract: Quantum heat engines are devices comprised of one or more quantum systems operating cyclically between two heat reservoirs to produce work. Although the laws of quantum mechanics rule these engines, this does not imply that these machines function in a quantum fashion, or exhibit a quantum advantage. Indeed, quantum heat engines have shown a remarkable similarity with classical models, thus raising the question of \emph{what is ''quantum'' in quantum thermodynamics}. With the help of the P-representability concept, an expression called classicality function is introduced - allowing us to quantify the degree of non-classicality of a bosonic system. As an illustration, we consider a quantum heat engine consisting of a single bosonic mode as a working substance coupled to a cold thermal and hot squeezed thermal bath. For two specific protocols, i.e., a quantum Otto and a generalized cycle, we show that the non-classicality is a resource that can be used to perform thermodynamical tasks more efficiently. Furthermore, we present a theoretical framework to study how quantum features, such as entanglement or coherence, affect the classical formulations of thermodynamic axioms
Subject: Termodinâmica quântica
Sistemas quânticos abertos
Ótica quântica
Luz comprimida
Máquinas quânticas
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: OLIVEIRA JUNIOR, Alexssandre de. Thermodynamics and classicality: Termodinâmica e classicalidade. 2020. 1 recurso online ( 121 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:IFGW - Tese e Dissertação

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