Física (Dr.)
http://hdl.handle.net/20.500.12404/6344
2024-03-29T05:52:49ZAdvances in quantum state tomography and strong measurements of quantum weak values
http://hdl.handle.net/20.500.12404/26841
Advances in quantum state tomography and strong measurements of quantum weak values
Ruelas Paredes, David Reinaldo Alejandro
Este trabajo contiene dos contribuciones al campo de la teoría cuántica. La primera
viene por doble partida: un protocolo óptico para producir y realizar tomografía de
estados puros, arbitrarios, de dos qubits codificados en grados de libertad de camino y
polarización; y un protocolo generalizado para hacer tomografía de estados mixtos del
mismo tipo. Se reporta una realización con luz láser del primer esquema, la cual sirve
como prueba de concepto. La segunda contribución es un modelo dentro del paradigma
de von Neumann para las mediciones. Su utilidad yace en que permite estudiar el
efecto de la fuerza del acoplamiento entre sistema y puntero sobre la incertidumbre
estadística y los errores sistemáticos que resultan de medir valores débiles cuánticos
y estados puros. Esta propuesta –cuya implementación con luz láser o con fotones
individuales es también explicada– fue demostrada usando sistemas de computación
cuántica provistos por IBM. Los resultados obtenidos mediante mediciones con distintos
grados de fuerza disipan la idea de que las mediciones fuertes siempre dan mejores
resultados que sus contrapartes débiles. Quizá más importante todavía, esta realización
experimental aporta evidencia de que es posible maximizar la precisión y exactitud de
los parámetros medidos si se elige adecuadamente el acoplamiento de la medición.; This work consists of two contributions to the broader field of quantum theory. The
first contribution is twofold: an all-optical protocol for producing and measuring arbitrary,
pure, two-qubit states that are encoded in path and polarization degrees of
freedom; and a generalized protocol for characterizing mixed states of the same kind. A
laser light realization of the former scheme is reported, which serves as a proof of principle.
The second contribution concerns a model within the von Neumann measurement
paradigm. Its usefulness lies in that it enables the study of what effects system-pointer
coupling strength has on the statistical uncertainty and systematic errors arising from
the measurement of quantum weak values and pure states. This proposal–whose implementation
with laser light or individual photons is also explained–was demonstrated
in IBM’s quantum computing systems. The results obtained in a range of measurement
strengths dispel the notion that strong measurements always perform better than their
weaker counterparts. Perhaps more importantly, this experimental realization provides
evidence that it is possible to maximize the precision and accuracy of the measured
parameters with a properly chosen coupling.
2024-01-19T00:00:00ZImpact of one loop corrections on light neutrino masses in the low scale susy seesaw
http://hdl.handle.net/20.500.12404/26745
Impact of one loop corrections on light neutrino masses in the low scale susy seesaw
Suarez Navarro, Omar Giancarlo
This thesis covers the study of one-loop quantum corrections to the light neutrino masses.
In the first part, we examine the extension of the standard model with right-handed neutrinos,
where the Seesaw type I is present, allowing accessible masses for experimental
searches. However, considering the corrections to the light neutrinos masses requires the
pairs of heavy neutrinos to appear as pseudo Dirac particles, implying a suppression of the
LNV parameters. In the second part, the supersymmetric contributions are analyzed in
order to relax the lepton number violation (LNV) restrictions and achieve a greater difference
between the heavy neutrino masses, as well as large mixings. When analyzing the
destructive interference between the supersymmetric (which we describe as reducible and
irreducible) and non-supersymmetric contributions, we found parameter regions where cancellations
occur, however they are very small. So, the addition of SUSY does not guarantee
the effect called screening, and the cases that are favorable need some degree of fine-tuning.
In all cases, the numerical results of the analytical one-loop expressions calculated in the
νRSM and νRMSSM models are checked with SPheno.; Esta tesis cubre el estudio de las correcciones cuánticas a un loop a las masas de neutrinos
ligeros. En la primera parte, examinamos la extensión del modelo estándar con neutrinos
de mano derecha, donde está presente el Seesaw tipo I, que permite masas accesibles
para su búsqueda experimental. Sin embargo, el considerar correcciones a las masas de
los neutrinos ligeros requiere que los pares de neutrinos pesados sean considerados como
pseudo-Dirac, implicando una supresión de los parámetros LNV. En la segunda parte, se
analizan las contribuciones supersimétricas para relajar las restricciones sobre los parámetros
de violación de número leptónico (LNV) y lograr una mayor diferencia entre las masas
de neutrinos pesados, así como mezclas grandes. Al analizar la interferencia destructiva
entre las contribuciones supersimétricas (que describimos como reducibles e irreducibles) y
no supersimétricas, encontramos regiones de parametros donde ocurren cancelaciones, pero
que son muy pequeñas. Por lo tanto, agregar solo SUSY no garantiza el efecto llamado
screening, y los casos que son favorables necesitan cierto grado de ajuste. En todos los
casos, los resultados numéricos de las expresiones analíticas a un loop calculadas en los
modelos νRSM y νRMSSM se verifican con SPheno.
2024-01-10T00:00:00ZNew insights on the empirical predictability of spectral indicators for PV performance
http://hdl.handle.net/20.500.12404/26169
New insights on the empirical predictability of spectral indicators for PV performance
Sevillano Bendezú, Miguel Ángel
Accurate produced PV energy estimation is critical to business decisions under long-term investments
in PV on a utility scale. PV energy yield is affected by different sites' specific conditions. The variability
of the spectral distribution after temperature and irradiation is a site condition that impacts energy yield
estimates. Evaluating the impact of the spectral irradiance distribution on the PV performance generally
requires accurate information about the PV device's spectral response and the site’s measured spectra.
Detailed spectral and device information may not always be available. This study analyzes the
interrelations between device-dependent and device-independent energetic spectral indicators with
spectral data from nine sites with different climates and latitudes, aiming to relax the requirement for
detailed device and spectral information. First, an apparent correlation of each site's spectral
distributions' yearly Average Photon Energy with the corresponding latitude is observed. As the
commonly applied device-dependent spectral indicator, it can be observed that the monthly mismatch
factors of all nine sites exhibit a global linear relationship with the monthly average photon energies.
This linear relationship with measured spectral data provides a predictive character for each PV device
technology by allowing the estimation of the annual spectral impact from the annual Average Photon
Energy, potentially for any site. This work also analyzes the validity of the Spectral Average Useful
Fraction and the Spectral Enhancement Factor as alternative device-dependent spectral indicators.
These require average spectra and, thus, would reduce the calculation complexity for spectral indicators.
Finally, the proposed method was validated qualitatively using synthetic spectral data from the National
Solar Radiation Database. The trends of the scatter plot between the synthetic Spectral Mismatch Factor
and the Average Photon Energy that follow the experimental linear regression give an idea of the
proposed method's functionality, despite the synthetic data's uncertainties.; La estimación precisa de la energía fotovoltaica producida es fundamental para las decisiones
comerciales en el marco de inversiones a largo plazo en proyectos fotovoltaicos. El rendimiento
de la energía fotovoltaica se ve afectado por las condiciones locales epecíficas. La variabilidad
de la distribución espectral después de la temperatura y la irradiación es una condición del sitio
que afecta las estimaciones de rendimiento energético. Uno de los desafíos al evaluar el
impacto de la variabilidad espectral es reducir la complejidad del cálculo. Esto implica realizar
una estimación precisa y rápida del impacto espectral con la mínima información requerida a
priori. Con este fin, la presente tesis busca analizar las interrelaciones entre los indicadores
espectrales energéticos dependientes e independientes del dispositivo fotovoltaico con datos
espectrales de varios climas y latitudes en todo el mundo. Debido al enfoque reduccionista que
proveen los indicadores espectrales, analizamos la dependencia de la distribución espectral
representada por la energía fotónica promedio con la latitud en diferentes escalas de tiempo
mensuales y anuales. Al analizar los indicadores espectrales dependientes del dispositivo, se
destaca el Spectral mismatch factor, que exhibe una relación lineal global con el la energía
fotónica promedio en una escala mensual. El análisis exhaustivo de esta relación con los datos
espectrales medidos también proporciona un carácter predictivo al permitir el cálculo del
impacto espectral anual a partir de la energía fotónica promedio anual, y por lo tanto tal relación
lineal propone ser un modelo empírico para el cálculo directo y sencillo del impacto espectral
anual. Adicionalmente, analizamos la validez de manera global de dos indicadores espectrales
dependientes del dispositivo, el Spectral Enhancement Factor y el Spectral Average Useful
Fraction para los sitios seleccionados. Con ello se busca ofrecer un catálogo multiclimático
integrado de las interrelaciones de indicadores espectrales en escala de tiempo anual y mensual.
Finalmente, se realizó una validación cualitativa del método propuesto utilizando datos
espectrales sintéticos de la National Solar Radiation Database. Las tendencias de los Spectral
mismatch factor y Average Photon Energy anuales basados en data espectral sintética siguen a
la regresión lineal experimental y por ende, dan una idea de la funcionalidad del método
propuesto, pese a las incertidumbres propias de la data espectral sintética.
2023-10-13T00:00:00ZCaracterización de un estado puro camino-polarización, extensión del Teorema de polarización-coherencia y Relación de trialidad en sistemas tripartitos
http://hdl.handle.net/20.500.12404/26168
Caracterización de un estado puro camino-polarización, extensión del Teorema de polarización-coherencia y Relación de trialidad en sistemas tripartitos
Marrou Osores, Jean Paul
Esta tesis expone realizaciones experimentales sobre tres temas desarrolladas en el Grupo
de Óptica Cuántica de la PUCP. Primero, tenemos el trabajo sobre tomografía de un estado puro
bipartito de camino-polarización, donde se produjeron y caracterizaron dichos estados para luz
clásica. Se propuso un método que requiere mediciones estándar de polarización, aun cuando
el estado sea bipartito. Se obtuvieron resultados satisfactorios de tres estados con distintas fases
y amplitudes. Luego, y también para luz clásica, se presenta la extensión para dos qubits
del Teorema de polarización-coherencia (PCT) (Eberly et al., 2017), que involucra la dualidad
onda-partícula. Este teorema, que relaciona visibilidad, distinguibilidad y polarización, se
extendió luego para el caso donde la polarización actúa como marcador (De Zela, 2018), sin embargo,
el qubit de camino no tenía participación en las cantidades a medir. Es así que se expone
una realización experimental que permite también su contribución, evidenciando la generalización
del teorema. Finalmente, con fotones individuales, se proponen dos extensiones a estados
puros tripartitos. Por un lado, la del PCT y, por otro, la Relación de trialidad (Qian et al., 2018),
que involucra visibilidad, distinguibilidad y concurrencia. Para ello, se aprovechó la restricción
entre grado de polarización y concurrencia (Qian et al., 2016), donde esta puede referirse ahora
a sectores del estado tripartito, por lo que se usó una concurrencia generalizada (Rungta et al,
2001). De esa manera, veremos que el entrelazamiento entre subsistemas participará en ambas
relaciones que se buscan generalizar, además de ampliar la visión sobre el concepto de dualidad
onda-partícula.; This thesis presents experimental realizations on three topics developed in the Quantum Optics
Group of the PUCP. First, we have the work on tomography of a pure bipartite state of pathpolarization,
where these states for classical light were produced and characterized. A method
was proposed that requires standard polarization measurements, even if the state is bipartite.
Satisfactory results were obtained from three states with different phases and amplitudes. Then,
and also for classical light, the extension for two qubits of the Polarization-Coherence Theorem
(PCT) (Eberly textitet al., 2017) is presented, which involves wave-particle duality. This theorem,
which relates visibility, distinguishability and polarization, was then extended for the case
where polarization acts as a marker (De Zela, 2018), however, the path qubit had no participation
in the quantities to be measured. Thus, an experimental realization is presented that also
allows his contribution, evidencing the generalization of the theorem. Finally, with individual
photons, two extensions to pure tripartite states are proposed. On the one hand, the PCT and,
on the other, the triality relationship (Qian textitet al., 2018), which involves visibility, distinguishability
and concurrence. To do this, we took advantage of the restriction between degree
of polarization and concurrence (Qian textitet al., 2016), where this can now refer to sectors of
the tripartite state, so a generalized concurrence was used (Rungta textitet al, 2001). In this way,
we will see that the entanglement between subsystems will participate in both relations that we
seek to generalize, in addition to broadening the vision on the concept of wave-particle duality.
2023-10-13T00:00:00Z