Escola de Doctorat

Data de lectura: 30/10/2026

• NI CHUIREAIN, FIONNUALA: Intrinsic Randomness in Quantum Information Theory
  
  Autor/a: NI CHUIREAIN, FIONNUALA
  Programa: FOTÒNICA
  Departament: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 24/09/2026
  Data de lectura: 30/10/2026
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: ICFO Auditorium
  Director/a de tesi: ACÍN DAL MASCHIO, ANTONIO
  Resum de tesi: La imprevisibilitat de la física quàntica dona lloc a una forma intrínseca d'aleatorietat. Això ocorre quan es realitza una mesura sobre un sistema quàntic. En criptografia, l'aleatorietat es quantifica en virtut de la probabilitat que té un espia correlacionat de predir els resultats de la mesura. Aquesta tesi aborda la qüestió següent: donat un cert estat quàntic i una certa mesura, quanta aleatorietat intrínseca es pot generar?.Per començar, resolem la quantitat màxima d'aleatorietat intrínseca de qualsevol estat, que correspon a la mesura projectiva òptima, fent servir quatre figures de mèrit: les entropies condicionals min, max i de von Neumann, i l'aleatorietat no ambigua, que introduïm aquí per primera vegada. Aquesta última descriu un espia que mai s'equivoca, però que de vegades dona una resposta inconclusiva. Assumint un grau de precisió menor, considerem també l'aleatorietat donada una taxa fixa de resultats no concloents. Resolem aquestes dues quantitats per qualsevol estat i mesura projectiva en dimensió dos. Si la configuració s'utilitza per triar bases aleatòries en un protocol de "preparar i mesurar" de distribució quàntica de clau, mostrem que l'aleatorietat no ambigua capta com de bé coneix l'espia la clau secreta, sense que això provoqui una intrusió detectable.Ens centrem també en les mesures extremes que no són necessàriament projectives, aquelles que poden tenir un ventall més ampli de resultats potencials. Es diu que una mesura és imparcial si tots els resultats tenen la mateixa probabilitat a priori. Caracteritzem la quantitat d'aleatorietat que es genera quan realitzem una mesura extrema imparcial de rang u sobre qualsevol sistema quàntic, resolent aquest problema explícitament en dimensió dos. Aquesta anàlisi també serveix per a un escenari source-device-dependent, en el qual no es confia en l'estat. Entre les mesures d'aquest tipus en dimensió dos, la tetraèdrica simètrica i informacionalment completa (SIC) és la que té menys aleatorietat intrínseca. A més, presentem la família de mesures SIC esbiaixades, i les fem servir per mostrar que es poden generar 2 log d bits d'aleatorietat, que és la quantitat màxima, de manera device-dependent (o source-device-independent) en qualsevol dimensió d en què existeixi una mesura SIC.Finalment, considerem l'escenari contrari, triant l'estat òptim per generar la màxima quantitat d'aleatorietat amb una mesura sorollosa que no sigui extrema. Resolem aquest problema per a dues classes de mesura: qualsevol mesura en dimensió dos amb dos resultats potencials, i les mesures projectives afectades per soroll isotròpic en qualsevol dimensió. En una implementació realista, però, tant l'estat com la mesura tindran soroll. Per exemple, considerem una mesura en una base de qualsevol dimensió. Comparem el cas en què només un aparell està afectat pel soroll amb el cas en què ho estan els dos, de manera que l'espia pugui tenir correlacions conjuntes amb l'estat i la mesura. Donada una quantitat fixa de soroll total, trobem que, contràriament a l'escenari típic on tot el soroll experimental s'atribueix a un sol aparell, un espia amb correlacions conjuntes supera estrictament un espia correlacionat amb un sol aparell, per la qual cosa la seguretat de l'aleatorietat generada es veu compromesa.Se sap des dels inicis de la teoria quàntica que els resultats d'una mesura quàntica són imprevisibles. Amb aquesta tesi, fem un pas endavant cap a la caracterització analítica de l'aleatorietat intrínseca de la física quàntica. En la pràctica, els nostres resultats posen límits, sota certes suposicions, a la funcionalitat dels generadors quàntics de nombres aleatoris. A un nivell més fonamental, aquest treball ens ofereix una nova perspectiva dels estats i mesures quàntiques, perquè puguem discernir, dins el grandíssim panorama al qual pertanyen, quins són els més aleatoris.
  

Data de lectura: 02/11/2026

• MUÑOZ GALAN, HELENA: Sensor design and development for autonomous devices for disease diagnosis and therapy
  
  Autor/a: MUÑOZ GALAN, HELENA
  Programa: POLÍMERS I BIOPOLÍMERS
  Departament: Departament d'Enginyeria Química (EQ)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 22/01/2026
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: ALEMAN LLANSO, CARLOS ENRIQUE | PÉREZ MADRIGAL, MARIA DEL MAR
  Resum de tesi: Aquesta tesi doctoral aborda els principals reptes en la gestió de la diabetis mitjançant la integració de materials sostenibles, sistemes de monitoratge no invasiu i tecnologies avançades d’alliberament d’insulina dins d’un marc unificat. La diabetis mellitus és un trastorn metabòlic crònic que requereix monitoratge continu de la glucosa i una administració precisa d’insulina per mantenir el control glucèmic i reduir complicacions. Responent a aquestes necessitats, la tesi es divideix en tres aportacions principals.En primer lloc, es millora un dispositiu previ de monitoratge no invasiu de glucosa incorporant polietilè de baixa densitat (LDPE) reciclat en el disseny del sensor. L’ús de LDPE reciclat incrementa la sostenibilitat, l’eficiència econòmica i la compatibilitat ambiental sense comprometre’n el rendiment, demostrant la viabilitat de reutilitzar residus plàstics en tecnologies biomèdiques.En segon lloc, la recerca desenvolupa noves estratègies per a l’alliberament controlat d’insulina mitjançant hidrogels sensibles a estímuls. Es van crear hidrogels basats en àcid poli(γ-glutàmic) i polietilenglicol (PEG) multibraç capaços de proporcionar una alliberació sostinguda i regulable. La incorporació del polímer conductor PEDOT permet un alliberament elèctric i sota demanda, oferint una alternativa mínimament invasiva als mètodes tradicionals.Finalment, s’investigaren les propietats nanomecàniques dels hidrogels de PEG multibraç utilitzant un sensor optomecànic amb microcantilever, aportant informació clau sobre el seu comportament estructural, estabilitat i rendiment a llarg termini.En conjunt, aquestes aportacions constitueixen una estratègia completa per avançar en la gestió de la diabetis mitjançant solucions biomèdiques sostenibles i plataformes intel·ligents d’alliberament terapèutic.
  

• NAVARRO GESSÉ, EDGAR: Synthesis, Design and COM-based Modeling of SAW Electroacoustic Filters
  
  Autor/a: NAVARRO GESSÉ, EDGAR
  Programa: TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS
  Departament: Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions (TSC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 01/10/2026
  Data de lectura: 02/11/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Aula C4-028-2, Edifici C4 de l'Escola d'Enginyeria de Telecomunicació i Aeroespacial de Castelldefels (EETAC) de la UPC
  Director/a de tesi: COLLADO GOMEZ, JUAN CARLOS | MATEU MATEU, JORDI
  Resum de tesi: El filtratge de radiofreqüència és clau en els sistemes sense fil moderns, que exigeixen selectivitat, amplada de banda, compacitat i integració. Els dispositius d'ones acústiques superficials (SAW) combinen selectivitat en freqüència i compacitat. Tanmateix, en augmentar la complexitat de les funcions de filtratge i combinar-se arquitectures ladder amb configuracions multimode i híbrides, el disseny va més enllà de la síntesi d'una xarxa elèctrica equivalent: les ressonàncies, els acoblaments, les capacitats i els nivells d'impedància sintetitzats s'han de traduir en una estructura acústica físicament realitzable, subjecta a l'acoblament electroacústic, al comportament dispersiu i a les restriccions geomètriques i de fabricació de la tecnologia seleccionada.Aquesta tesi aborda l'absència d'un vincle prou sistemàtic entre una funció de filtratge prescrita i la geometria final de filtres SAW avançats. L'enfocament central és un marc de síntesi–adaptació a la tecnologia–Coupling-of-Modes (COM), en el qual la síntesi de xarxes estableix les condicions de ressonància i acoblament requerides, les transformacions circuitals dependents de la topologia o la resíntesi garanteixen la compatibilitat física, i els objectius resultants es mapegen sobre estructures COM distribuïdes que tenen en compte les dimensions físiques de la geometria acústica interdigital. L'objectiu no és substituir la modelització física per un circuit equivalent ideal, sinó preservar una correspondència explícita i reproduïble entre la resposta prescrita, una representació circuital compatible amb la tecnologia i la geometria acústica final.A nivell de síntesi, un procediment unificat d'extracció a partir de la immittància d'entrada combina seccions de nodes no ressonants amb zeros de transmissió finits i seccions de nodes ressonants amb zeros de transmissió a l'infinit, permetent repartir una funció de filtratge entre ressonadors ladder independents i seccions multimode de filtres de ressonadors acoblats (CRF). La deflació amb imposició del zero millora la robustesa numèrica de la síntesi d'ordre elevat restaurant l'arrel exacta prescrita de la immittància abans de cada divisió polinòmica. Per als filtres ladder convencionals, el mapatge Butterworth–Van Dyke–COM s'estén mitjançant un bucle de síntesi–mapatge–resíntesi que té en compte l'acoblament electroacústic dispersiu de la tecnologia.Per a estructures multimode, es desenvolupen una formulació circuital COM de Nakamura i procediments de disseny invers per a CRF aïllats de dos i tres modes, estesos a arquitectures mixtes ladder–CRF i CRF en cascada. El flux de disseny resultant combina transformacions circuitals dependents de la topologia amb disseny invers basat en COM, incorporant els escalats d'impedància, les transformacions d'inversors, la compensació de la capacitat estàtica, la resíntesi adaptada a la tecnologia i la partició física necessàries per obtenir estructures realitzables i determinar-ne finalment les dimensions geomètriques. La síntesi i les transformacions circuitals es formulen i s'implementen com a procediments numèrics sistemàtics i reproduïbles, mentre que el disseny invers de CRF i l'avaluació COM s'implementen en una eina específica de MATLAB. La metodologia es valida mitjançant simulacions COM i mesures de dispositius ladder i CRF de dos modes fabricats. Un filtre sintonitzable en línia complementari demostra l'aplicabilitat més àmplia del disseny de filtres electroacústics basat en síntesi, amb una sintonització contínua mesurada de la freqüència central entre 0,99 i 1,03 GHz i un control de l'amplada de banda de fins al 100%.En conjunt, la tesi estableix una metodologia sistemàtica i dependent de la topologia per traduir funcions de filtratge prescrites en geometries electroacústiques realitzables, estenent el disseny basat en síntesi des de filtres ladder SAW fins a arquitectures multimode, mixtes, en cascada i reconfigurables.
  

Data de lectura: 05/11/2026

• ALI, SALMAN: ANALYSIS OF THE INTEGRATION OF RENEWABLE ENERGY AND ENERGY STORAGE SYSTEMS IN SERIES-CASCADED MICROGRIDS
  
  Autor/a: ALI, SALMAN
  Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 29/09/2026
  Data de lectura: 05/11/2026
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: ESEIAAT – TR5 – Expo Sala
  Director/a de tesi: BOGARRA RODRIGUEZ, SANTIAGO | CORCOLES LOPEZ, FELIPE
  Resum de tesi: La creixent integració de fonts d’energia renovable ha transformat les xarxes de distribució elèctrica en sistemes energètics descentralitzats. Les fonts de generació distribuïda (DG), com la solar fotovoltaica (PV), l’eòlica, les piles de combustible, l’energia hidroelèctrica i altres recursos renovables, permeten la generació local d’energia i redueixen la dependència d’infraestructures centralitzades. Les microxarxes (MGs) han esdevingut una solució per integrar unitats DG. Les estructures de microxarxa són àmpliament utilitzades per les seves característiques de control i protecció. Tanmateix, la baixa tensió de sortida de les fonts DG requereix etapes de conversió elevadora, augmentant la complexitat i les pèrdues del sistema. En conseqüència, les microxarxes en cascada sèrie (SCMGs) han despertat interès.Malgrat els seus avantatges, les SCMGs presenten reptes relacionats amb el repartiment de potència, la regulació de tensió i la integració de fonts DG no gestionables (ND-DG). Els controls existents d’encaminament de potència assumeixen habitualment fonts de corrent continu ideals, limitant-ne l’aplicabilitat sota la intermitència renovable. Els enfocaments convencionals, com la reconstrucció de tensió fonamental i la injecció de tensió de tercer harmònic, presenten una capacitat limitada de repartiment de potència, marges reduïts de tensió a l’enllaç de corrent continu, riscos de sobremodulació i un rendiment dinàmic degradat. Per abordar aquestes limitacions, aquesta tesi investiga una topologia SCMG que integra unitats ND-DG i sistemes d’emmagatzematge amb bateries. Es desenvolupa una estratègia de control basada en múltiples portadores de potència que incorpora corrent de tercer harmònic juntament amb la component fonamental per permetre l’encaminament de potència entre mòduls sota generació ND-DG reduïda o nul·la. L’enfocament proposat manté la tensió multinivell desitjada mentre satisfà les restriccions de tensió i modulació. A més, la utilització proporcional de potència al costat de corrent continu coordina la càrrega i descàrrega de les bateries, afavorint l’estabilitat de tensió i el repartiment de potència. Tot i que la metodologia proposada amplia el rang d’encaminament de potència, el corrent de tercer harmònic injectat apareix en el corrent de xarxa, afectant la compatibilitat amb la xarxa elèctrica.Per superar aquesta limitació, l’arquitectura SCMG s’estén a una configuració connectada en delta. En aquesta topologia, el corrent de tercer harmònic circula dins dels clústers en cascada, permetent l’encaminament de potència entre mòduls sense propagar harmònics a la xarxa. La injecció de corrent de seqüència zero s’utilitza per a l’encaminament de potència entre clústers i el manteniment de corrents trifàsics simètrics. El marc proposat determina els valors òptims de corrent de tercer harmònic, tensió de tercer harmònic i injecció de seqüència zero, juntament amb un control proporcional de la utilització de potència en corrent continu. En condicions adverses, la component fonamental governa l’intercanvi de potència compatible amb la xarxa, la component de tercer harmònic millora la redistribució de potència entre mòduls i la component de seqüència zero garanteix l’equilibri entre clústers.La metodologia proposada es valida mitjançant simulacions en MATLAB/Simulink, experiments hardware-in-the-loop i un prototip a escala de laboratori. Els resultats confirmen una generació estable de tensió multinivell, una estabilització eficaç de l’enllaç de corrent continu i un encaminament robust de potència entre mòduls i clústers. En conjunt, aquesta tesi amplia l’estat de l’art de les SCMGs mitjançant un marc de control escalable que permet una operació fiable en condicions reals de microxarxa i afavoreix la integració d’energies renovables i emmagatzematge energètic en futures xarxes elèctriques intel·ligents.
  

• HUSSAIN, TAUSEEF: Metamaterial-inspired Flexible Microwave Resonant Structures for RFID Sensing and Shielding
  
  Autor/a: HUSSAIN, TAUSEEF
  Programa: ENGINYERIA ELECTRÒNICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica (EEL)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 20/07/2026
  Data de lectura: 05/11/2026
  Hora de lectura: 15:30
  Lloc de lectura: Sala de Conferències TR1 – ESEIAAT, UPChttps://meet.google.com/fkh-mqus-zbt
  Director/a de tesi: GIL GALI, IGNACIO | FERNANDEZ GARCIA, RAUL
  Resum de tesi: Els metamaterials són estructures electromagnètiques dissenyades artificialment que permeten interaccions ona–matèria més enllà de les assolibles amb materials naturals. Quan s’implementen en formes flexibles i compatibles amb tèxtils, les estructures ressonants inspirades en metamaterials ofereixen avantatges únics per a tecnologies vestibles, com ara conformabilitat mecànica, baix pes i respostes electromagnètiques altament sintonitzables. Aquestes característiques les fan especialment atractives per a plataformes de sensat vestible basades en identificació per radiofreqüència (RFID), on la sensibilitat, la robustesa i la seguretat de l’usuari s’han d’abordar de manera simultània. Aquesta tesi investiga el disseny i la integració d’estructures ressonants flexibles inspirades en metamaterials amb sistemes RFID per habilitar sensors amb prestacions millorades i una major seguretat electromagnètica.Els sensors RFID convencionals solen basar-se exclusivament en la deformació de l’antena o en pertorbacions del substrat per transduir estímuls físics o bioquímics. Tot i que són eficaços en entorns controlats, aquests enfocaments presenten una sensibilitat limitada i una forta dependència de les condicions de càrrega ambiental en escenaris vestibles. En bandes d’ultra alta freqüència (UHF), la proximitat al cos humà provoca desadaptació d’impedància i una reducció de la fiabilitat de l’abast de lectura, mentre que en freqüències de microones, la major absorció electromagnètica en els teixits biològics genera preocupacions relacionades amb la taxa d’absorció específica (SAR). Aquestes limitacions motiven l’ús d’estructures ressonants dissenyades que proporcionen un major confinament de camp i un millor control de la interacció antena–entorn.En primer lloc, aquesta tesi investiga el sensat passiu RFID en banda UHF assistit per ressonadors per a la monitorització biomecànica i bioquímica. S’explota l’acoblament electromagnètic entre antenes RFID UHF impreses i elements ressonants compactes per millorar la sensibilitat més enllà dels enfocaments convencionals basats únicament en l’antena. Així mateix, s’integren ressonadors de línia meandrada amb etiquetes RFID per habilitar el sensat de desplaçament, demostrant una monitorització fiable de la respiració i de la flexió del genoll. Aquest enfocament s’estén posteriorment al sensat bioquímic mitjançant la integració d’un ressonador d’anell partit complementari (CSRR) acoblat capacitativament a una antena RFID de tipus H-slot, permetent la monitorització sense fils passiva de la concentració de glucosa mitjançant la modulació de l’abast de lectura.Posteriorment, la tesi aborda l’estabilitat electromagnètica i la seguretat de l’usuari en sistemes RFID que operen en freqüències de microones, on les longituds d’ona més curtes permeten la realització de matrius compactes de ressonadors en forma de metasuperfícies. Es desenvolupa un conductor magnètic artificial de tipus reixeta (GG-AMC) transpirable per mitigar la desadaptació induïda pel cos, suprimir la radiació cap enrere i reduir significativament la SAR, preservant alhora la comoditat de l’usuari. A més, s’introdueixen absorbedors metamaterials acoblats en camp proper com a estructures de doble funcionalitat, capaces de proporcionar simultàniament apantallament electromagnètic i modulació ressonant sensible a la deformació, permetent la monitorització de la respiració en banda de microones.Les contribucions científiques fonamentals d’aquesta recerca es documenten en cinc articles publicats en revistes indexades al JCR i en dues publicacions en congressos IEEE revisats per parells, i la tesi es presenta en forma de compendi d’articles.Paraules clau – Sensat RFID, sensors vestibles, ressonadors de microones, metasuperfícies, monitorització biomecànica, sensat bioquímic, conductor magnètic artificial, absorbedor metamaterial, blindatge electromagnètic.