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Tipo de Documento: Dissertação
Título: Caminhadas quânticas em tempo discreto em rede pequeno mundo
Autor(es): Ximenes, Jefferson José
Data do documento: 28-Fev-2020
Orientador: Souza, André Maurício Conceição de
Resumo: O caminho aleatório quântico, além de ser naturalmente utilizado na modelagem de sistemas desta escala, tem sido amplamente empregado na construção de algorítimos quânticos. Neste último, tanto sua formulação em tempo contínuo quanto em discreto, em alguns casos apresentam melhor desempenho quando comparados a algoritmos que usam caminho aleatório clássico. Dentre essas formulações, a literatura tem dado destaque ao uso da caminhada quântica em tempo discreto, em especial, sua aplicabilidade em redes complexas. A rede pequeno mundo faz parte desse tipo de estrutura. Neste trabalho, é apresentado a caminhada quântica em tempo discreto sobre esta rede, analisando o comportamento da distribuição de probabilidade com a variação dos parâmetros q, que determina a topologia da rede, e k, que define a vizinhança mais próxima do vértice. É definido um formalismo que descreve esta dinâmica, permitindo simular numericamente a caminhada. A evolução das distribuições de probabilidade em função dos parâmetros revelam sua tendência de espalhamento, em direção a uniformidade. Entre essa transição, encontra-se um regime diferentemente do característico comportamento balístico em uma rede circular. Há uma tentativa de determinar uma lei de escala para descrever essa evolução, funcionando apenas para um pequeno intervalo dos parâmetros.
Abstract: The quantum walks, besides being naturally used in the modeling of systems of this scale, has been widely used in the building quantum algorithms. In the last, both its formulation in continuous and discrete time, in some cases, presents better performance when compared to algorithms that use classical random walk. Among these formulations, the literature has highlighted the use of quantum walk in discrete time, in particular, its applicability in complex networks. The small world network is part of this type of structure. In this work, the discrete time quantum walk on this network is presented, analyzing the behavior of the probability distribution with the variation of the parameters q, which determines the topology of the network, and k, which defines the neighborhood closest to the vertex. A formalism is defined that describes this dynamic, allowing to numerically simulate the walk. The evolution of the probability distributions versus parameters reveals its tendency to spread, towards uniformity. Between this transition, there is a regime different from the characteristic ballistic behavior in a circular network. There is an attempt to determine a law of scale to describe this evolution, working only for a small range of parameters.
Palavras-chave: Caminhadas quânticas
Tempo discreto
Rede pequeno mundo
Quantum walker
Discrete time
Small world network
Agência de fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Idioma: por
Sigla da Instituição: UFS
Programa de Pós-graduação: Pós-Graduação em Física
Citação: XIMENES, Jefferson José. Caminhadas quânticas em tempo discreto em rede pequeno mundo. 2020. 62 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2020.
URI: http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/15899
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