Perpustakaan Digital ITB

Sifat sebuah sistem kuantum dapat direkayasa dengan cara yang tak terbatas jumlahnya melalui penerapan gaya luar yang periodik atau dengan menghubungkannya dengan sebuah lingkungan reservoir sebagai sebuah sistem kuantum terbuka. Salah satu fenomena yang dapat diaplikasikan pada pengembangan teknologi kuantum masa depan adalah transpor partikel pada suatu sistem yang dikenai efek disipasi dan keteracakan fasa, dephasing, dari lingkungan. Menariknya, pada keadaan tertentu, alih-alih menjadi pengaruh destruktif, gangguan dari lingkungan ini dapat menaikkan efisiensi transpornya; contohnya pada alam adalah transpor eksiton pada kompleks fotosintesis. Disertasi ini akan membahas model yang menjelaskan bagaimana efek gaya luar yang periodik juga dapat menaikkan efisiensi transpor pada sistem terbuka, serta akan dibahas pula karakteristik transpor dibantu-lingkungan pada sistem terbuka nonekuilibrium dengan transisi lokalisasi-delokalisasi yang memiliki mobility edge. Karakterisasi transpor kuantum diselidiki pada sebuah jaringan sistem dua-keadaan (qubit) dengan keberadaan gaya luar on-site dan off-diagonal yang periodik. Model ini merupakan generalisasi dari model transpor kuantum dibantu-lingkungan, yaitu ketika gangguan lingkungan dapat meningkatkan efisiensi transpor. Menggunakan ekspansi Floquet-Magnus yang diperluas untuk sistem terbuka Markovian, efisiensi transpor dihitung secara analitik dan dibandingkan dengan hasil numerik eksak. Kami menemukan bahwa gaya luar periodik tersebut dapat meningkatkan efisiensi untuk frekuensi yang mendekati laju kopling, sementara untuk beberapa frekuensi lainnya, efisiensi transpor dapat menjadi lebih rendah daripada kondisi tanpa gaya luar. Berikutnya akan diajukan mekanisme penguatan efisiensi ini sebagai hasil dari kompetisi antara frekuensi gaya luar, laju disipasi dan pemerangkapan partikel menuju akumulatornya. Transpor kuantum dibantu lingkungan akan diperluas untuk model yang mengandung transisi lokalisasi-delokalisasi dengan mobility edge. Pada penelitian ini, kami menyelidiki bagiamana keberadaan mobility edge satu dimensi untuk partikel tunggal dapat mewujudkan penguatan efisiensi yang tinggi. Untuk kebutuhan ini, kami mempelajari arus energi dari model ikatan kuat Aubry-Andre-Harper tergeneralisasi yang terkopel pada reservoir spin berbeda temperatur pada kedua ujung-ujungnya dan efek dephasing pada semua situs qubit. Kami menemukan bahwa efisiensi transpor meningkat dalam beberapa orde, bergantung dengan jumlah keadaan eigen terlokalisasi dan kekuatan ketakseragaman potensial secara nonmonotonik. Akan ditunjukkan bahwa penguatan ini adalah hasil dari kerja sama antara persebaran populasi dan efek lokalisasi.