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Tipo: Dissertação
Título: Explorando anyons em informações quânticas topológicas
Autor(es): Almeida, Lucas Sievers de
Orientador: Costa Filho, Raimundo Nogueira da
Palavras-chave em português: Anyons;Computação quântica topológica;Fibrados e conexões de Hilbert;Teoria de Chern-Simons
Palavras-chave em inglês: Anyons;Topological quantum computation;Hilbert bundles and connections;Chern-Simons theory
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Data do documento: 2025
Citação: ALMEIDA, Lucas Sievers de. Explorando anyons em informações quânticas topológicas. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumo: Esta dissertação apresenta uma introdução conceitual e matemática aos fundamentos da computação quântica topológica, com ênfase na emergência de anyons não abelianos em sistemas bidimensionais. Partimos da análise do espaço de configurações de partículas idênticas e construímos a descrição quântica por meio da linguagem de fibrados de Hilbert, conexões e holonomia, explicitando a transição natural entre conceitos topológicos e sua formulação física. Nesse enquadramento, mostramos como a teoria de Chern-Simons fornece um modelo eficaz para a dinâmica topológica dos sistemas anyônicos, capturando as transformações unitárias induzidas por processos de fusão e braiding. A partir dessa estrutura, discutimos como essas operações podem ser utilizadas para implementar computação quântica tolerante a falhas. O trabalho tem caráter essencialmente didático, buscando elucidar a relação entre topologia, geometria e física anyônica, destacando os elementos fundamentais que sustentam a proposta de computadores topológicos.
Abstract: This dissertation presents a conceptual and mathematical introduction to the foundations of topological quantum computation, with emphasis on the emergence of non-Abelian anyons in two-dimensional systems. We start from the analysis of the configuration space of identical particles and build the quantum description through the language of Hilbert bundles, connections, and holonomy, making explicit the natural transition between topological concepts and their physical formulation. Within this framework, we show how Chern-Simons theory provides an effective model for the topological dynamics of anyonic systems, capturing the unitary transformations induced by fusion and braiding processes. From this structure, we discuss how these operations can be used to implement fault-tolerant quantum computation. The work has an essentially didactic character, aiming to elucidate the relationship between topology, geometry, and anyonic physics, highlighting the fundamental elements that support the proposal of topological computers.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84321
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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