Descripción del proyecto
PROPONEMOS VARIOS AVANCES EN LA TEORIA DE DINAMICA Y CONTROL DE SISTEMAS CUANTICOS E HIBRIDOS CLASICO-CUANTICOS.COMO "SISTEMAS HIBRIDOS", CONSIDERAMOS MODELOS CON GRADOS DE LIBERTAD CLASICOS Y CUANTICOS QUE EVOLUCIONAN ACOPLADOS. PUEDEN SER SISTEMAS MOLECULARES O DE MATERIA CONDENSADA, EN LOS QUE SE CONSIDERAN ELECTRONES CUANTICOS Y NUCLEOS CLASICOS, UNA DIVISION MUY UTIL EN QUIMICA Y EN CIENCIA DE MATERIALES. PERO TAMBIEN PUEDE SER LA COMBINACION DEL CAMPO GRAVITATORIO CLASICO Y PARTICULAS CUANTICAS, O DEL CAMPO ELECTROMAGNETICO CLASICO CON MOLECULAS O MATERIALES. EN LOS ULTIMOS AÑOS, HEMOS EXPLORADO VARIOS AGUJEROS EXISTENTES EN LA FUNDAMENTACION TEORICA DE ESTOS SISTEMAS, ESPECIALMENTE PARA ENSEMBLES ESTADISTICOS: LA DEFINICION DE LA ENTROPIA O DEL ENSEMBLE CANONICO, EL USO DE TERMOSTATOS PARA SAMPLEAR LOS ENSEMBLES, ETC. SEGUIREMOS ESTA LINEA DE INVESTIGACION Y, POR EJEMPLO: ANALIZAREMOS EL CARACTER HAMILTONIANO DE ALGUNOS DE LOS MODELOS HIBRIDOS PROPUESTOS EN LAS ULTIMAS DECACAS (EN PARTICULAR, EL MODELO QUE EMERGE DE LA FACTORIZACION EXACTA DE LA FUNCION DE ONDA); ANALIZAREMOS EL FORMALISMO DE KOOPMAN-VON NEUMANN PARA SISTEMAS HIBRIDOS (EN PARTICULAR, EN RELACION CON LAS REPRESENTACIONES DE WIGNER); BUSCAREMOS DESCRIPCIONES EFICIENTES QUE COMBINEN LA GRAVEDAD CLASICA CON FUENTES CUANTICAS, ETC.MAS ALLA DE LA PURA DINAMICA (ESTO ES, LA DESCRIPCION DE LA EVOLUCION DE UN SISTEMA BAJO LA INFLUENCIA DE UNA PERTURBACION), CONSIDERAREMOS EL PROBLEMA DEL CONTROL (ESTO ES, EL PROBLEMA INVERSO DE LA BUSQUEDA DE LAS PERTURBACIONES QUE INDUCEN UNA EVOLUCION DETERMINADA) Y SUS APLICACIONES. EN ESTE AREA, ABORDAREMOS TRES LINEAS.PRIMERO, EXTENDEREMOS EL ESTUDIO DE LA DINAMICA HIBRIDA AL ESTUDIO DEL CONTROL OPTIMO DE MODELOS HIBRIDOS. EN EL PASADO, DESARROLLAMOS LA TEORIA DE CONTROL OPTIMO CUANTICO PARA SISTEMAS DE ELECTRONES CUANTICOS Y NUCLEOS CLASICOS, ESPECIFICAMENTE USANDO LAS ECUACIONES DE EHRENFEST. AHORA, CONSIDERAREMOS EL CONTROL OPTIMO DEL SISTEMA FORMADO POR CAMPOS ELECTROMAGNETICOS GOVERNADOS POR LAS ECUACIONES DE MAXWELL, Y SISTEMAS MOLECULARES.EN SEGUNDO LUGAR, EN COLABORACION CON UN GRUPO EXPERIMENTAL, ANALIZAREMOS LA CAPACIDAD DE LA TEORIA DE CONTROL OPTIMO CUANTICO PARA DISEÑAR PULSOS MAGNETICOS DE MICROONDAS QUE PUEDAN USARSE PARA MANIPULAR NANOIMANES MOLECULARES, CANDIDATOS A EJERCER DE QUBITS O QUDITS EN SISTEMAS DE COMPUTACION CUANTICA. EL OBJETIVO ES GENERAR PUERTAS CUANTICAS, CREADAS POR PULSOS COMPLEJOS, CAPACES DE ACELERAR LAS OPERACIONES QUE NORMALMENTE SE CREAN UTILIZANDO PULSOS SENCILLOS.FINALMENTE, ABORDAREMOS EL PROBLEMA DE LA INGENIERIA DE FLOQUET CON LAS HERRAMIENTAS DE CONTROL OPTIMO. LA INGENIERIAD DE FLOQUET EN MATERIALES CONSISTE EN EL DISEÑO DE PERTURBACIONES PERIODICAS (EN NUESTRO CASO, CAMPOS ELECTROMAGNETICOS) QUE ALTEREN LAS PROPIEDADES DEL MATERIAL, CREANDO EN ELLOS ESTADOS "VESTIDOS", INACCESIBLES EN EQUILIBRIO. ESTOS "DRESSED STATES" DESCRIBEN AL SISTEMA COMPLETO COMPUESTO DE AMBOS EL MATERIAL Y EL CAMPO. HASTA AHORA, LA INGENIERIA DE FLOQUET HA USADO CAMPOS MONOCROMATICOS SENCILLOS, Y PROPONEMOS UTILIZAR FORMAS MAS COMPLEJOS. EN ESE CASO, EL NUMERO DE PARAMETROS NECESARUIS PARA DESCRIBIRLOS PUEDE SER MUY GRANDE. USAREMOS LA TEORIA DE CONTROL OPTIMO CUANTICO PARA EXPLORAR ESTOS ESPACIOS DE PARAMETROS ENORMES, A LA BUSQUEDA DE MATERIALES CON PROPIEDADES "OPTIMAS". PRIMERO CON MODELOS SIMPLES DE MATERIALES PROMETEDORES COMO EL GRAFENO, Y MAS TARDE CON METODOS DE PRIMEROS PRINCIPIOS. ISTEMAS CLASICO-CUANTICOS\PUERTAS CUANTICAS\NANOIMANES MOLECULARES\INGENIERIA DE FLOQUET\CONTROL OPTIMO\DINAMICA CUANTICA