Digital-Analog Quantum Simulation of Spin Systems in Trapped Ions

65 p.

A Data Dropout Compensation Algorithm Based on the Iterative Learning Control Methodology for Discrete-Time Systems

This paper deals with the convergence of a remote iterative learning control system subject to data dropouts. The system is composed by a set of discrete-time multiple input-multiple output linear models, each one with its corresponding actuator device and its sensor. Each actuator applies the input signals vector to its corresponding model at the sampling instants and the sensor measures the output signals vector. The iterative learning law is processed in a controller located far away of the models so the control signals vector has to be transmitted from the controller to the actuators through transmission channels. Such a law uses the measurements of each model to generate the input vector to be applied to its subsequent model so the measurements of the models have to be transmitted from the sensors to the controller. All transmissions are subject to failures which are described as a binary sequence taking value 1 or 0. A compensation dropout technique is used to replace the lost data in the transmission processes. The convergence to zero of the errors between the output signals vector and a reference one is achieved as the number of models tends to infinity.

Hyers-Ulam-Rassias Stability of Functional Differential Systems with Point and Distributed Delays

This paper investigates stability and asymptotic properties of the error with respect to its nominal version of a nonlinear time-varying perturbed functional differential system subject to point, finite-distributed, and Volterra-type distributed delays associated with linear dynamics together with a class of nonlinear delayed dynamics. The boundedness of the error and its asymptotic convergence to zero are investigated with the results being obtained based on the Hyers-Ulam-Rassias analysis.

New generation of two-dimensional spintronic systems realized by coupling of Rashba and Dirac fermions

Intriguing phenomena and novel physics predicted for two-dimensional (2D) systems formed by electrons in Dirac or Rashba states motivate an active search for new materials or combinations of the already revealed ones. Being very promising ingredients in themselves, interplaying Dirac and Rashba systems can provide a base for next generation of spintronics devices, to a considerable extent, by mixing their striking properties or by improving technically significant characteristics of each other. Here, we demonstrate that in BiTeI@PbSb2Te4 composed of a BiTeI trilayer on top of the topological insulator (TI) PbSb2Te4 weakly- and strongly-coupled Dirac-Rashba hybrid systems are realized. The coupling strength depends on both interface hexagonal stacking and trilayer-stacking order. The weakly-coupled system can serve as a prototype to examine, e.g., plasmonic excitations, frictional drag, spin-polarized transport, and charge-spin separation effect in multilayer helical metals. In the strongly-coupled regime, within similar to 100 meV energy interval of the bulk TI projected bandgap a helical state substituting for the TI surface state appears. This new state is characterized by a larger momentum, similar velocity, and strong localization within BiTeI. We anticipate that our findings pave the way for designing a new type of spintronics devices based on Rashba-Dirac coupled systems.

Posicionamento aproximado do estado final para sistemas térmicos descritos pela equação do calor.

Neste trabalho, será considerado um problema de controle ótimo quadrático para a equação do calor em domínios retangulares com condição de fronteira do tipo Dirichlet é nos quais, a função de controle (dependente apenas no tempo) constitui um termo de fonte. Uma caracterização da solução ótima é obtida na forma de uma equação linear em um espaço de funções reais definidas no intervalo de tempo considerado. Em seguida, utiliza-se uma sequência de projeções em subespaços de dimensão finita para obter aproximações para o controle ótimo, o cada uma das quais pode ser gerada por um sistema linear de dimensão finita. A sequência de soluções aproximadas assim obtidas converge para a solução ótima do problema original. Finalmente, são apresentados resultados numéricos para domínios espaciais de dimensão 1.

Inversão de funções do plano no plano aplicada ao cálculo de azeótropos

Azeotropia é um fenômeno termodinâmico onde um líquido em ebulição produz um vapor com composição idêntica. Esta situação é um desafio para a Engenharia de Separação, já que os processos de destilação exploram as diferenças entre as volatilidades relativas e, portanto, um azeótropo pode ser uma barreira para a separação. Em misturas binárias, o cálculo da azeotropia é caracterizado por um sistema não-linear do tipo 2 × 2. Um interessante e raro caso é o denominado azeotropia dupla, que pode ser verificado quando este sistema não-linear tem duas soluções, correspondendo a dois azeótropos distintos. Diferentes métodos tem sido utilizados na resolução de problemas desta natureza, como métodos estocásticos de otimização e as técnicas intervalares (do tipo Newton intervalar/bisseção generalizada). Nesta tese apresentamos a formulação do problema de azeotropia dupla e uma nova e robusta abordagem para a resolução dos sistemas não-lineares do tipo 2 × 2, que é a inversão de funções do plano no plano (MALTA; SALDANHA; TOMEI, 1996). No método proposto, as soluções são obtidas através de um conjunto de ações: obtenção de curvas críticas e de pré-imagens de pontos arbritários, inversão da função e por fim, as soluções esperadas para o problema de azeotropia. Esta metodologia foi desenvolvida para resolver sistemas não-lineares do tipo 2 × 2, tendo como objetivo dar uma visão global da função que modela o fenômeno em questão, além, é claro, de gerar as soluções esperadas. Serão apresentados resultados numéricos para o cálculo dos azeótropos no sistema benzeno + hexafluorobenzeno a baixas pressões por este método de inversão. Como ferramentas auxiliares, serão também apresentados aspectos numéricos usando aproximações clássicas, tais como métodos de Newton com técnicas de globalização e o algorítmo de otimização não-linear C-GRASP, para efeito de comparação.

Problems in estimating the response functions of natural climatic recording systems [abstract]

EXTRACT (SEE PDF FOR FULL ABSTRACT): High-resolution proxy records of climate, such as varves, ice cores, and tree-rings, provide the opportunity for reconstructing climate on a year-by-year basis. In order to do so it is necessary to approximate the complex nonlinear response function of the natural recording system using linear statistical models. Three problems with this approach were discussed, and possible solutions were suggested. Examples were given from a reconstruction of Santa Barbara precipitation based on tree-ring records from Santa Barbara County.

CLADP - THE CAMBRIDGE LINEAR ANALYSIS AND DESIGN PROGRAMS USER REFERENCE MANUAL (4TH ISSUE: APRIL 1983).

CLADP is an engineering software program developed at Cambridge University for the interactive computer aided design of feedback control systems. CLADP contains a wide range of tools for the analysis of complex systems, and the assessment of their performance when feedback control is applied, thus enabling control systems to be designed to meet difficult performance objectives. The range of tools within CLADP include the latest techniques in the field whose central theme is the extension of classical frequency domain concepts (well known and well proven for single loop systems) to multivariable or multiloop systems, and by making extensive use of graphical presentation information is provided in a readily understood form.