Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/11422/29276
| Type: | Tese |
| Title: | Optimized charging processes for quantum batteries |
| Author(s)/Inventor(s): | Almeida, Yohan Vianna de |
| Advisor: | Santos, Marcelo Paleologo Elefteriadis de França |
| Abstract: | Desde suas primeiras formulações, no início do século XX, a teoria quântica tem revolucionado diversas áreas do conhecimento humano e sustenta praticamente todas as tecnologias utilizadas no mundo moderno. Medicina, química, comunicações são só alguns exemplos das várias áreas que receberam positivos impactos advindos da capacidade de entender, prever e manipular o mundo microscópico. Ao findar do século XX e início do novo milênio, o desenvolvimento tecnológico da época tornou possível manipular novos conceitos que foram fundamentais para o entendimento de fenômenos verdadeiramente quânticos. Assim, termos como superposição e emaranhamento ganharam destaque no mundo científico e a busca pelo desenvolvimento de novas tecnologias que aplicam efeitos quânticos intrínsecos ao mundo microscópico foi impulsionada. Desenvolvimento de detectores mais sensíveis, aplicações em redes de comunicação e armazenamento de energia foram alguns dos novos alvos durante a chamada segunda revolução quântica, que se estende até os dias de hoje. Nesta tese, desenvolvem-se métodos de otimização de carregamento para as chamadas baterias quânticas, que são sistemas microscópicos fabricados com o intuito de armazenar energia para ser usada posteriormente em alguma tarefa de interesse. Utilizamos o paradigma dos sistemas quânticos abertos, que é a descrição fornecida para sistemas microscópicos que sofrem com efeitos deletérios do meio no qual estão inseridos. Aqui, desenvolvemos algumas maneiras de aproveitar recursos quânticos presentes no sistema (como coerências quânticas, por exemplo) para otimizar o processo de carregamento das baterias. |
| Abstract: | Since its first formulations, in the beginning of the 20th century, the quantum theory has revolutionized different areas of the human knowledge and supports practically all the technologies present in the modern world. Medicine, chemistry, communications are only a few examples from various fields that received positive impacts arising from the ability to comprehend, predict and manipulate the microscopic world. By the end of the 20th century and start of the new millennium, the epoch's technological development made it possible to manipulate new concepts which were fundamental for the understanding of truly quantum phenomena. This way, terms like superposition and entanglement got the spotlights in the scientific world and the search for the development of new technologies that apply quantum effects intrinsic to the microscopic realm got impulsed. Development of more sensitive detectors, applications to communications networks and energy storage were some of the new targets during the so-called second quantum revolution, which extends up to the present days. In this thesis, we develop optimization methods for the charging of quantum batteries, which are microscopic systems fabricated with the goal of storing energy to be later used at some task of interest. We use the paradigm of quantum open systems, which is the description furnished to microscopic systems that suffer from deleterious effects from the environment in which they are inserted. Here, we develop some techniques to use quantum resources present in the system (as quantum coherence, for instance) to optimize the charging process of such batteries. |
| Keywords: | Bateria quântica Sistemas quânticos abertos Termodinâmica quântica Tecnologias quânticas Cavidades ressonantes Ótica quântica. Quantum battery Quantum open systems Quantum thermodynamics Quantum technologies Resonant cavities Quantum optics |
| Subject CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Física |
| Production unit: | Instituto de Física |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | 14-Apr-2025 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | eng |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Appears in Collections: | Física |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| YVAlmeida.pdf | 14.82 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.