|
|
Kvantová distribuce klíčů přes optickou vláknovou infrastrukturu
Klíčník, Ondřej ; Horváth, Tomáš (oponent) ; Münster, Petr (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je vytvoření uceleného pohledu na současné technologie kvantové distribuce klíčů (QKD) po optickém vlákně, v teoretické rovině tedy zcela bezpečné výměny klíčů. Práci lze rozdělit na část teoretickou a praktickou. Teoretická část osvětluje důvody použití těchto systémů a základy kvantové mechaniky potřebné pro pochopení funkce jednotlivých QKD protokolů. Dále jsou popsány principy fungování jak daných protokolů, tak souvisejících služeb, jako je postkvantová kryptografie (PQC) a kvantové generování čísel (QRNG). Poslední kapitola se věnuje architektuře QKD sítí a popisuje současné standardy QKD komunikací. V praktické části je provedena detailní analýza komerčně dostupných zařízení. Následně jsou předvedeny výsledky simulací vybraných QKD protokolů a je navržen, sestaven a otestován vlastní QKD polygon.
|
|
|
Excitation Energy Transfer in Photosynthetic Reaction Centres
Ptáček, Michal ; Mančal, Tomáš (vedoucí práce) ; Dostál, Jakub (oponent)
Fotosyntetická reakční centra mají pro fotosyntetizující organismy kruciální roli. Právě zde totiž dochází k tzv. separaci náboje, kdy je energie excitovaného stavu elektronu využita na ionizaci molekul a uvolněný elektron se pak podílí na ustanovení transmembránového elektrochemického gradientu H+ iontů využívaného ATP syntázami. Světlosběrné komplexy absorbují energii dopadajících fotonů a s vysokou účinností blížící se jedné ji přenášejí právě do reakčních center. Efektivita tohoto přenosu budí zájem vědců již mnoho dekád a rozvoj experimentálních metod umožnil značné porozumění jeho původu. Získané poznatky, v kombinaci s kvantově mechanickými přístupy, lze navíc využít i na ryze teoretický výzkum zahrnující detailní počítačové simulace. Vlastnosti celých molekulární komplexů tak mohou být určeny s vysokou přesností a nezávisle na experimentech. Text této práce přestavuje úvod do teoretického studia fotosyntézy a shrnuje vývoj odvětví za poslední dvě dekády. Popsané hlavní teoretické přístupy a modely jsou dále prezentovány na příkladu reakčních center purpurové fotosyntetizující bakterie Rhodobacter sphaeroides, která představuje důležitý modelový organismus. Na tomto příkladě jsou také srovnány experimentálně i teoreticky získané hodnoty časů přenosu excitační energie.
|
|
|
Studium elektronových přeskoků v systému konjugovaných molekul metodami kvantové mechaniky.
Fatková, Kateřina ; Pospíšil, Miroslav (vedoucí práce) ; Pittner, Jiří (oponent)
Tato práce používá již dříve vypracovanou metodiku pro simulace all-trans- polyenů s konjugovanými dvojnými vazbami od butadienu po dokosaundekaen. Systematicky zpracovává dynamické vlastnosti, zejména střední doby života prv- ních dvou excitovaných stavů. Ukázalo se, že pro výpočty polyenů s více než 20 uhlíky, a tedy i pro většinu karotenoidů, je tato metodika stále příliš časově ná- ročná. Proto byly na modelové molekule tetradekaheptaenu studovány důsledky zmenšování aktivního prostoru, a to zejména vliv na střední doby života exci- tovaných stavů těchto molekul. Pro novou méně časově náročnou metodiku, již by bylo možné použít na simulace karotenoidů, je potřeba ještě dalších simulací. Také byla studována statická spektra těchto molekul a výsledky různých DFT a ab-initio metod byly porovnány. 1
|
|
|
Elektron-fononová vazba ve finitních systémech s více chromofory
Herman, Daniel ; Mančal, Tomáš (vedoucí práce) ; Profant, Václav (oponent)
Kvantové systémy v prírode interagujú s ostatnými kvantovými systémami a sú príkladmi otvorených kvantových systémov. V tejto práci poskytujeme úvod do teórie otvorených kvantových systémov s dôrazom na dynamiku molekulárnych systémov v proteínovom prostredí. Ďalej sa budeme venovať technikám potrebných na konštrukciu pohybových rovníc pre dynamiku vybraných kvantových systémov s vplyvom lázne, kde pracujeme s konečným počtom stupňov voľnosti. Porovnávame exaktný výpočet dynamiky konečného systému s výsledkami obdržanými pomocou aproximatývnych pohybových rovníc za po- užitia ansatzu pre stupne voľnosti lázne. Tiež preformulujeme exaktné rovnice do časovo nelokálnej riadiacej rovnice pomocou projektívnej tehniky a porovnáme kvalitu výsledkov z tejto riadiacej rovnice. Časový vývoj študovaných systémov je tiež porovnaný s časovým vývojom určeného pomocou Schrödigerovej a Liouville-von Neumannovej rovnice. 1
|
|
|
Krátkočasová delokalizace a absorpce světla
Vokrouhlický, David ; Mančal, Tomáš (vedoucí práce) ; Veis, Libor (oponent)
Koherentní delokalizace excitonů zlepšuje funkci sběru světla fotosyntetických antén tím, že vytváří podmínky pro velmi rychlý přenos excitace v prostoru. Tato práce se zaměřuje na dva různé efekty vytvářející koherenci - krátkodobé excitace světlem a sla- bou vazbu mezi pigmenty, které jsou v systému přítomny v delším časovém měřítku. Je vypočten vývoj a relaxace jednoduchých systémů - dimeru a trimeru. Hlavní část práce prezentuje nové numerické metody pro rozlišení dvou typů koherence v průběhu evoluce, a jejich aplikaci na zmíněné systémy. 1
|
|
|
Studijní text k vybranému tématu předmětu Kvantová mechanika
Kyšková, Jana ; Koupilová, Zdeňka (vedoucí práce) ; Kapsa, Vojtěch (oponent)
Cílem této práce je vytvořit studijní text k vybraným tématům kvantové mechaniky pro studenty druhého ročníku učitelství fyziky na MFF UK, který bude svým rozsahem vyhovovat kurzu kvantové mechaniky pro učitele. Tato práce pokrývá dvě témata kurzu kvantové mechaniky - Vícečásticové systémy a Chemickou vazbu. Vytvořený text by měl studentům učitelství pomoci s pocho- pením matematického aparátu potřebného pro popis vícečásticových systémů a s řešením základních úloh. Zaměřuje se také na rozšíření středoškolských po- znatků z chemie o atomových orbitalech a vzniku vazeb a pomocí teorie valenční vazby vysvětluje strukturu jednoduchých molekul. Práce byla napsána na základě čerstvých zkušeností autorky s kurzem kvantové mechaniky, hlavními zdroji byly zahraniční učebnice kvantové mechaniky a vlastní poznámky autorky z přednášek absolvovaných na MFF UK. 1
|
|
|
Báze vlnových balíků v popisu rezonančního rozptylu
Lukeš, Petr ; Kolorenč, Přemysl (vedoucí práce) ; Houfek, Karel (oponent)
Název práce: Báze vlnových balíků v popisu rezonančního rozptylu Autor: Petr Lukeš Katedra: Ústav teoretické fyziky Vedoucí práce: RNDr. Přemysl Kolorenč, Ph.D.,Ústav teoretické fyziky Abstrakt: Častým přístupem k řešení problémů kvantového rozptylu je aproxi- mace vlnových funkcí kontinua pomocí množiny funkcí z prostoru L2 . V této práci je zkoumána nová báze tohoto typu. Vektory této báze jsou získány in- tegrací vlastních stavů volného hamiltoniánu přes energetické intervaly, vzniklá množina vektorů se pak nazývá báze vlnových balíků. Tato je dále použita k výpočtu resonančních energií a šířek těchto rezonancí v rámci dvou jedno- duchých modelů. Srovnáním s tabelovanými hodnotami je pak možno zhodnotit vlastnosti báze vlnových balíků a její vhodnost pro výpočty kvantového roz- ptylu. Tato práce také obsahuje základní návod na implementaci báze vlnových do určité třídy rozptylových modelů. Klíčová slova: rozptyl na potenciálu, báze vlnových balíků, resonanční šířka, resonanční energie.
|
|
|
Studium elektronových přeskoků v systému barviv fotosystémů metodami kvantové mechaniky. Simulace absorpčních a emisních fotoelektronových spekter.
Cajzl, Radim ; Burda, Jaroslav (vedoucí práce) ; Slavíček, Petr (oponent)
Název práce: Studium elektronových přeskoků v systému barviv fotosystémů metodami kvantové mechaniky. Simulace absorpčních a emisních fotoelektro- nových spekter. Autor: Bc. Radim Cajzl Katedra: Katedra chemické fyziky a optiky Vedoucí diplomové práce: prof. RNDr. Ing. Jaroslav Burda, DrSc., Katedra che- mické fyziky a optiky Abstrakt: Cílem práce je vypracování metodiky pro simulace dynamických vlastností karotenoidů pomocí OMx metod v kombinaci elektronovou dynami- kou. Jako modelové systémy jsou použity lineární konjugované polyeny: ethen, butadien, hexatrien až po řetězec s 22 uhlíky. Nejprve jsou počítána spektra, zde je dosaženo dobrého souhlasu s experimentem při určení pořadí exc. stavů i s ohledem na odchylky od experimentu. Tyto výsledky jsou použity při si- mulacích elektronové dynamiky pro výpočet středních dob života exc. stavů studovaných polyenů. Řádového souhlasu s experimentem je dosaženo u buta- dienu, hexatrienu a oktatetraenu. Získané časy pro polyeny s 20 resp. 22 uhlíky odpovídají hodnotám pro chemicky analogické karotenoidy. Klíčová slova: kvantová mechanika, fotoeletronová spektra, barviva fotosys- témů, elektronové přechody, molekulární a elektronová dynamika
|
|
|
Studies of Lanthanide Complexes by a Combination of Spectroscopic Methods
Krupová, Monika ; Bouř, Petr (vedoucí práce) ; Kapitán, Josef (oponent)
Studium komplexů lanthanoidů pomocí spektroskopických metod Monika Krupová (Katedra fyzikální a makromolekulární chemie, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Karlova v Praze) Konvenční strukturní analýza nabízí pouze omezené možnosti k určení absolutní konfigurace chirálních látek. Jednou z možností je použití komplexů lanthanoidů s tris-(β- diketonátovými) ligandy. Tyto komplexy jsou elektricky neutrální a v organických rozpouštědlech mohou tvořit jiné komplexy s různými malými organickými molekulami, např. s chirálními alkoholy a aminoalkoholy. Díky této interakci je pak možné chiroptickými metodami určit konfiguraci chirální látky. Abychom interakci organická látka-Ln komplex lépe porozuměli, studovali jsme interakci komplexu Eu(FOD) s (R)- a (S)- enantiomerem 1-fenylethanolu (PE) v n-hexanu pomocí IR spektroskopie, Ramanovy spektroskopie, Ramanovy optické aktivity (ROA), UV- Vis absorpce a UV cirkulárního dichroismu (UVCD). Jenom ROA a UVCD spektra byly dostatečně citlivé pro studium komplexace zkoumaných systémů. S jejich pomocí se podařilo přibližně určit poměr kov/ligand v komplexu a vazebnou konstantu. V předchozích experimentech bylo pozorováno stonásobné zvětšení ROA signálu, např. alkoholu v komplexu, oproti volné chirální látce. Je to částečně dáno rezonancí excitačního laserového záření...
|
|
|
Kvantové výpočty v mnohočásticové fyzice
Brandejs, Jan ; Cejnar, Pavel (vedoucí práce) ; Knapp, František (oponent)
Název práce: Kvantové výpočty v mnohočásticové fyzice Autor: Jan Brandejs Katedra: Ústav částicové a jaderné fyziky Vedoucí bakalářské práce: prof. RNDr. Pavel Cejnar, Dr., DSc., Ústav částicové a jaderné fyziky Abstrakt: Při simulaci mnohočásticových kvantových systém· obvykle dochází k exponenciální explozi výpočetní složitosti. Kvantové počítače umožňují ten- to problém principiálně vyřešit. Díky práci R. Feynmanna je známo, že axiomy teorie složitosti vychází z fyzikálních zákon·. Situace se změní, zavedeme-li do výpočetního procesu mimo klasické fyziky i kvantovou teorii. Ukazuje se, že pro efektivní simulaci kvantového systému je vhodné použít jiný, lépe kontrolovatelný kvantový systém. Realizace výpočtu s využitím q-bit· a kvantového paralelismu pak ve vybraných případech vede k zásadní redukci složitosti. Kvantové počítače potenciálně umožňují realizaci výpočt· a simulací, které jsou s klasickými počíta- či prakticky neproveditelné. Zejména na poli kvantové chemie vyvstává možnost přímočaré aplikace. Tato práce je zaměřena na použití kvantových počítač· pro mnohočásticové problémy a obsahuje analýzu složitosti kvantové simulace atomo- vých jader. Klíčová slova: kvantový počítač, kvantová simulace, mnohočásticová fyzika
|
host ::
RSS.