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<dc:title>Interferometría Landau-Zener-Stuckelberg en qubits superconductores : modelado de sistemas fuera del equilibrio, entrelazamiento cuántico, y simuladores cuánticos</dc:title>
<dc:title_english>Landau-Zener-Stuckelberg interferometry in superconducting : modeling non-equilibrium systems, quantum entanglement, and quantum simulators</dc:title_english>
<dc:creator>Gramajo, Ana L.</dc:creator>
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<dc:description>En la presente tesis, estudiamos la dinámica de qubits superconductores (SC) en
presencia de campos armónicos fuertes, centrándonos principalmente en el análisis de
los efectos del ruido, la generación de entrelazamiento, y su aplicación como simuladores
cuánticos. En primer lugar, consideramos los efectos del ruido ambiente y analizamos su
comportamiento a diferentes escalas de tiempo. En este contexto, usamos la ecuación
maestra en la aproximación de Floquet-Markov para el análisis de la interformetría
Landau-Zener-Stuckelberg calculada a tiempo finito. Se encontró que la presencia de
resonancias multifotónicas simétricas y antisimétricas en el estado estacionario revela la
naturaleza del ruido. Adicionalmente, analizamos la posibilidad de manipular entrelazamiento
a través de campos periódicos externos para los casos de disipación despreciable
y en presencia de un reservorio térmico. Para el caso de entrelazamiento de un sistema
de dos qubits acoplados y controlados por un flujo ac-magnético externo, se presentan
extensivos resultados numéricos y analíticos, usándose la concurrencia como medida de
entrelazamiento. De esta manera, se estudió un nuevo mecanismo para la creación de
entrelazamiento en el estado estacionario, el cual puede ser manipulado en función de
la amplitud del campo externo. Finalmente, hemos implementado experimentalmente
un simulador cuántico para estudiar efectos mesoscópicos, mediante el uso de dispersi
ón coherente en el cruce evitado de un sistema de dos qubits-SC, proporcionándose
a su vez un análisis teórico de los resultados experimentales. Los eventos de dispersi
ón son implementados controladamente como transiciones Landau-Zener generadas
al conducir múltiple veces el qubit a través de de una cruce evitado. Estos resultados
demuestran como un sistema bien controlado, consistente de un qubit conducido
externamente, puede ser usado para estudiar efectos mesoscópicos complejos.</dc:description>
<dc:description_english>In this thesis, we have studied the dynamics of superconducting (SC) qubits driven
by strong harmonic external fields, focussing on the e↵ects of noise, the generation
of entanglement, and their application as quantum simulators. First, we considered
the effects of environmental noise, analyzing their behavior at different time scales.
In this context, we used the Floquet-Markov master equation applied to the Landau-
Zener-Stuckelberg interferometry at finite-time. It was found that the presence of
both symmetric and asymmetric n-photon resonances in the stationary patterns reveals
the nature of the noise. Additionally, we analyzed the possibility of manipulating
entanglement by external periodic driving fields for the cases of negligible dissipation
and in the presence of a thermal reservoir. Extensive numerical and analytical results
are presented for the entanglement of a system composed of two-coupled qubits driven
by an external ac magnetic flux, using the concurrence as entanglement measure. A
new mechanism for the generation of steady-state entanglement has been studied, which
can be tuned as a function of the driving amplitude. Finally, we have experimentally
implemented a quantum simulator to study mesoscopic effects using coherent scattering
at an avoided crossing in a system of two coupled SC-qubits, and we have provided a
theoretical analysis of the experimental results. The scattering events are controllably
implemented as Landau-Zener transitions by driving the two-qubit system multiple
times through an avoided crossing. These results demonstrate how a well-controlled
driven qubit system can be used to study complex effects in mesoscopic physics.</dc:description_english>
<dc:date>2021-04-20</dc:date>
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<dc:identifier>Gramajo, Ana L. (2021) Interferometría Landau-Zener-Stuckelberg en qubits superconductores : modelado de sistemas fuera del equilibrio, entrelazamiento cuántico, y simuladores cuánticos / Landau-Zener-Stuckelberg interferometry in superconducting : modeling non-equilibrium systems, quantum entanglement, and quantum simulators. Tesis Doctoral en Física, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.</dc:identifier>
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