MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798286429677
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31933983
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼ade  Sousa,  Guilherme.▼0(orcid)0000-0002-8529-5439
■24510▼aMaster  Equation  Formulations  for  Continuous  Feedback  in  Quantum  Systems
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Maryland,  College  Park▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a203  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Jarzynski,  Christopher;Spielman,  Ian  B.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Maryland,  College  Park,  2025.
■520    ▼aIn  recent  years,  quantum  experiments  have  become  increasingly  precise,  fast,  and  capable  of  high  resolution.  Particular  interest  has  been  given  to  quantum  control,  which  aims  to  prepare,  manipulate,  and  steer  quantum  states  toward  desired  outcomes.  Common  applications  of  quantum  control  include  state  preparation  for  quantum  computing  algorithms,  protocols  to  implement  nanoscale  machines,  and  feedback  to  guide  a  system's  evolution.  Feedback  involves  collecting  information  from  quantum  measurements,  then  acting  on  the  system  based  on  measurement  outcomes.  The  standard  measurement  model  in  quantum  mechanics  is  the  projective  measurement,  which  destroys  quantum  coherence  by  causing  the  wave  function  to  collapse  to  a  subspace  spanned  by  the  eigenstates  of  the  measured  operator.This  thesis  explores  the  theory  of  weak  measurement  processes,  a  class  of  measurement  protocols  that  extract  information  from  a  quantum  system  while  (partially)  preserving  coherence.  The  weak  measurement  protocol  has  a  tunable  parameter  that  controls  the  information  obtained  per  measurement  cycle  and  the  disturbance  (decoherence)  introduced  into  the  quantum  system.  Using  this  nondestructive  form  of  measurement,  one  can  extract  information  during  the  system's  evolution  and  apply  real-time  feedback  to  drive  the  system's  evolution  to  specific  target  states.  A  general  master  equation  is  derived  to  describe  continuous  feedback  using  weak  measurements  with  general  filtering  processing.  Particular  cases  of  low-pass  and  band-pass  filters  are  studied  in  detail  and  applied  to  a  harmonic  oscillator  cooling  protocol.  Results  show  that  ground-state  cooling  of  the  quantum  harmonic  oscillator  can  be  achieved.Finally,  this  dissertation  discusses  an  experimental  and  computational  project  that  uses  machine  learning  to  estimate  the  temperature  and  the  number  of  atoms  of  a  cold  atomic  cloud.  The  goal  is  to  use  non-destructive  measurements  to  infer  hidden  properties  of  the  atomic  ensemble  without  disturbing  the  atomic  trap.  Results  show  that  reasonable  accuracy  can  be  achieved  using  various  neural  network  architectures,  depending  on  the  complexity  of  the  input  data.  The  accuracy  and  responsiveness  of  the  trained  models  make  them  suitable  for  real-time  estimators  that  can  be  used  in  closed-loop  feedback.
■590    ▼aSchool  code:  0117.
■650  4▼aPhysics
■650  4▼aApplied  mathematics
■650  4▼aQuantum  physics
■650  4▼aTheoretical  physics
■653    ▼aFokker-Planck  equation
■653    ▼aMaster  equations
■653    ▼aQuantum  control
■653    ▼aQuantum  feedback
■653    ▼aQuantum  measurements
■690    ▼a0605
■690    ▼a0753
■690    ▼a0599
■690    ▼a0364
■71020▼aUniversity  of  Maryland,  College  Park▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-12B.
■790    ▼a0117
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17356913▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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