Ciclos baseados em medidas generalizadas com interruptor quântico: papel das correlações iniciais e demonstração de prova de conceito
Observamos um interesse crescente em uma nova classe de ciclos de motores quânticos baseados em medidas. Uma vez que medidas quânticas podem alterar o estado do sistema e sua energia interna, é possível elaborar um protocolo de medidas generalizadas para inserir/retirar calor bem como extrair trabalho do sistema. Ademais, a possibilidade de sistemas quânticos exibirem a ordem causal indefinida foi recentemente reconhecida como capaz de produzir efeitos não triviais em dispositivos térmicos quânticos. Nesta monografia de qualificação, conduzimos uma investigação experimental utilizando um processador quântico comercial (IBM) para explorar a implementação de ciclo de motor térmico abastecido por ordem causal indefinida de medidas quânticas generalizadas. O experimento realizada representa uma emulação do protocolo termodinâmico no processador quântico no sentido de simuladores quânticos. O ciclo implementado envolve canais de medição generalizados com parâmetros de intensidade ajustáveis, induzindo a troca de energia com o "aparato de medida"na forma de trabalho ou calor. Utilizando um interruptor (switch) quântico desses dois tipos canais de medição, demonstramos a ativação da extração de trabalho impulsionada pela ordem causal indefinida. Além disso, estendemos esse modelo examinando as distinções entre um interruptor quântico envolvendo três situações distintas: (1) estados inicialmente não correlacionados, (2) estados que exibem correlações clássicas e (3) aqueles que apresentam correlações quânticas entre a substância de trabalho e o sistema quântico responsável por controlar a ordem causal. Curiosamente, na presença de controle feedback, a correlação quântica inicial pode ser transformada em coerência quântica para a substância de trabalho após a operação do interruptor, o que produz um efeito novo para esses ciclos baseados em medida, como elucidamos neste trabalho.