Robustezza dell’entanglement in sistemi quantistici aperti a molti corpi all’infuori dell’equilibrio

Entanglement is a fundamental resource for quantum technologies and plays a crucial role in the classification of complex quantum many-body systems. As quantum technologies continue to advance rapidly, it is becoming increasingly feasible to engineer and investigate such systems in the laboratory. However, today’s quantum devices are inherently noisy, and the systems of interest are inevitably subject to dissipation, which is generally regarded as harmful to entanglement. Gaining insight into the interplay between entanglement and dissipation is essential for identifying potential limitations of current quantum devices and for guiding the development of more robust quantum technologies. In this thesis, we explore this interplay by numerically simulating quantum many-body systems subject to dissipation. We focus on the XXZ model and investigate the impact of symmetries on entanglement, both during the transient dynamics following a quantum quench and in the stationary state.

L’entanglement è una risorsa fondamentale per le tecnologie quantistiche e svolge un ruolo cruciale nella classificazione dei sistemi quantistici a molti corpi complessi. Con il rapido progresso delle tecnologie quantistiche, sta diventando sempre più fattibile ingegnerizzare e studiare tali sistemi in laboratorio. Tuttavia, i dispositivi quantistici attuali sono intrinsecamente rumorosi, e i sistemi di interesse sono inevitabilmente soggetti a dissipazione, un effetto generalmente considerato dannoso per l’entanglement. Comprendere l’interazione tra entanglement e dissipazione è essenziale per individuare i potenziali limiti dei dispositivi quantistici attuali e per guidare lo sviluppo di tecnologie quantistiche più robuste. In questa tesi esploriamo tale interazione simulando numericamente sistemi quantistici a molti corpi soggetti a dissipazione. Ci concentriamo sul modello XXZ e analizziamo l’impatto delle simmetrie sull’entanglement, sia nella dinamica transitoria successiva a un quench quantistico, sia nello stato stazionario.