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Dynamique Et Controle De Systemes Quantiques Ouverts
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Book Synopsis Dynamique et contrôle de systèmes quantiques ouverts by : Aurélie Chenel
Download or read book Dynamique et contrôle de systèmes quantiques ouverts written by Aurélie Chenel and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'étude des effets quantiques, comme les cohérences quantiques, et leur exploitation en contrôle par impulsion laser constituent encore un défi numérique pour les systèmes de grande taille. Pour réduire la dimensionnalité du problème, la dynamique dissipative se focalise sur un sous-espace quantique dénommé 'système', qui inclut les degrés de liberté les plus importants. Le système est couplé à un bain thermique d'oscillateurs harmoniques. L'outil essentiel de la dynamique dissipative est la densité spectrale du bain, qui contient toutes les informations sur le bain et sur l'interaction entre le système et le bain. Plusieurs stratégies complémentaires existent. Nous adoptons une équation maîtresse quantique non-markovienne pour décrire l'évolution de la matrice densité associée au système. Cette approche, développée par C. Meier et D.J. Tannor, est perturbative en fonction du couplage entre le système et le bain, mais pas en fonction de l'interaction avec un champ laser. Le but est de confronter cette méthodologie à des systèmes réalistes calibrés par des calculs de structure électronique ab initio. Une première étude porte sur la modélisation du transfert d'électron ultrarapide à une hétérojonction oligothiophène-fullerène, présente dans des cellules photovoltaïques organiques. La description du problème en fonction d'une coordonnée brownienne permet de contourner la limitation du régime perturbatif. Le transfert de charge est plus rapide mais moins complet lorsque la distance R entre les fragments oligothiophène et fullerène augmente. La méthode de dynamique quantique décrite ci-dessus est ensuite combinée à la Théorie du Contrôle Optimal (OCT), et appliquée au contrôle d'une isomérisation, le réarrangement de Cope, dans le contexte des réactions de Diels-Alder. La prise en compte de la dissipation dès l'étape d'optimisation du champ permet à l'algorithme de contrôle de contrer la décohérence induite par l'environnement et conduit à un meilleur rendement. La comparaison de modèles à une et deux dimensions montre que le contrôle trouve un mécanisme adapté au modèle utilisé. En deux dimensions, il agit activement sur les deux coordonnées du modèle. En une dimension, le décohérence est minimisée par une accélération du passage par les états délocalisés situés au-dessus de la barrière de potentiel.
Book Synopsis Dynamique et contrôle des systèmes quantiques by : Mazyar Mirrahimi
Download or read book Dynamique et contrôle des systèmes quantiques written by Mazyar Mirrahimi and published by . This book was released on 2005 with total page 151 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous étudions trois classes de modèles utilisés dans la littérature pour représenter les systèmes quantiques:1-L'équation de Schrödinger où le contrôle agit sur le système de façon bilinéaire; 2-L'équation de Lindblad; 3-Les filtres quantiques (modèles stochastiques). Les contributions de la thèse concernant l'équation de Schrödinger se répartissent en trois parties. Dans le premier chapitre, nous étudions la contrôlabilité d'un tel système. Le cas de dimension finie étant déjà bien exploré, nous traitons l'exemple d'un oscillateur harmonique quantique comme un cas typique des problèmes de dimension infinie. La question de la génération des trajectoires est abordée dans le chapitre 2. Le contrôle en boucle ouverte du système est alors traité à l'aide des méthodes de stabilisation de Lyapounov. Enfin dans le chapitre 3, nous étudions le problème inverse d'identification à l'aide de méthodes numériques d'optimisation. Au sujet de l'équation de Lindblad, la contribution de cette thèse se résume à la réduction du modèle lorsque certaines hypothèses sur les durées de vie atomiques sont vérifiées. Cette étude peut-être considérée comme une première étape vers le contrôle en boucle fermée d'un ensemble statistique de systèmes quantiques. Finalement dans le chapître 5, nous considérons les filtres quantiques. Certaines méthodes issues de la théorie des probabilités ainsi que les techniques de Lyapounov stochastiques nous permettent d'étudier la stabilisation globale de ces modèles.
Book Synopsis Contrôle optimal de la dynamique dissipative de systèmes quantiques by : Cyrill Kontz
Download or read book Contrôle optimal de la dynamique dissipative de systèmes quantiques written by Cyrill Kontz and published by . This book was released on 2008 with total page 122 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Dynamique des systèmes quantiques ouverts décohérence et perte d'intrication by : Sylvain Vogelsberger
Download or read book Dynamique des systèmes quantiques ouverts décohérence et perte d'intrication written by Sylvain Vogelsberger and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: On commence dans le chapitre d'introduction par rappeler les résultats majeurs sur l'intrication et les systèmes quantiques ouverts. Puis en particulier on prouve la désintrication en temps fini pour deux qubits (systèmes quantiques à deux niveaux d'énergie) en interaction avec des bains thermiques distincts à température positive. On propose dans le premier chapitre de cette thèse une méthode pour empêcher la désintrication en temps fini basée sur des mesures continues sur les bains et utilisant la théorie des sauts quantiques et celle des équations différentielles stochastiques. Dans le deuxième chapitre on étudie un sous-ensemble des états de deux qubits : celui des états qu'on peut représenter dans la base canonique pour une matrice ayant une forme de X. Cela nous permet d'obtenir des formules explicites pour la décomposition d'un état X séparable en au plus cinq états purs produits. On généralise ensuite cette étude à l'ensemble des états obtenus à partir d'états X par conjugaison avec des unitaires locaux. Puis on donne un algorithme pour décomposer tout état séparable de cet ensemble en une combinaison convexe de cinq états purs produits. Le troisième chapitre de cette thèse propose l'étude de l'évolution de l'intrication de deux qubits dans un modèle d'interactions répétées avec la même chaîne de spins dans les limites de van Hove et de couplage singulier. En particulier on observe une intrication asymptotique non nulle quand la chaîne est à température infinie et des phénomènes de création d'intrication quand la chaîne est à température nulle.
Book Synopsis Systèmes dynamiques quantiques ouverts by : Dominique Fellah
Download or read book Systèmes dynamiques quantiques ouverts written by Dominique Fellah and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Quelques systèmes quantiques ouverts sont étudiés grâce à la récente théorie des systèmes dynamiques. Un petit système est couplé à un réservoir, son évolution est dirigée par une équation de Volterra. Le passage à la limite faible conduit aux résultats markoviens de Davies. Ce qui introduit les opérateurs, dits de Davies et de Van Hove, calculés de façon formelle. On les illustre par des modèles connus. Le semi groupe de générateur de Davies est complètement positif et agit sur les observables du petit système. L'expression abstraite de ce générateur nous oblige à étudier la complète positivité. Les modèles connus satisfont les conditions trouvées. L'équation maîtresse a été résolue pour un petit système, formé d'une famille finie d'oscillateurs harmoniques, par une méthode directe et explicite. Ce qui nous permet d'obtenir le retour exponentiellement rapide vers l'équilibre. La formule de Feshbach décompose en une somme directe la résolvante du liouvillien projetée sur le petit système. On relie cette décomposition au générateur de Davies. Des hypothèses raisonnables d'un champ bosonique unidimensionnel génèrent une famille commutative d'opérateurs auto adjoints. Par suite la théorie des processus gaussiens stationnaires s'y applique. La représentation par rapport à un mouvement brownien complexe de ces processus produit des équations linéaires de filtrage. L'existence d'une mesure invariante prouve une évolution markovienne de la matrice de densité du petit système.
Book Synopsis Développement de nouvelles techniques de contrôle optimal en dynamique quantique by : Marc Lapert
Download or read book Développement de nouvelles techniques de contrôle optimal en dynamique quantique written by Marc Lapert and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de cette thèse est d'appliquer la théorie du contrôle optimal à la dynamique de systèmes quantiques. Le premier point consiste à introduire dans le domaine du contrôle quantique des outils de contrôle optimal initialement développés en mathématique. Cette approche a ensuite été appliquée sur différent types de systèmes quantiques décrit par une grande ou une petite dimension. La première partie du manuscrit introduit les différents outils de contrôles utilisés avec une approche adaptée à un public de physiciens. Dans la seconde partie, ces techniques sont utilisées pour contrôler la dynamique des spins en RMN et IRM. La troisième partie s'intéresse au développement de nouveaux algorithmes itératifs de contrôle optimal appliqués au contrôle par champ laser de la dynamique rotationnelle des molécules linéaires en phases gazeuse ainsi qu'au développement d'une stratégie de contrôle simple permettant de délocaliser une molécule dans un plan. La quatrième partie traite le contrôle en temps minimum d'un condensat de Bose-Einstein à deux composantes. La dernière partie permet de comparer qualitativement et quantitativement les différentes méthodes de contrôle optimal utilisées. Les seconde et troisième parties ont également bénéficier de l'implémentation expérimentale des solutions de contrôle optimal obtenues.
Book Synopsis Contrôle de la dynamique de systèmes complexes by : Laëtitia Bomble
Download or read book Contrôle de la dynamique de systèmes complexes written by Laëtitia Bomble and published by . This book was released on 2010 with total page 163 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse porte sur la recherche et l’étude de nouveaux moyens de coder et manipuler de l’information sur des systèmes quantiques. On peut, sur ceux-ci, continuer d’utiliser la logique usuelle (classique) afin de gagner en taille et en rapidité, ou développer une nouvelle logique (quantique) utilisant les propriétés quantiques de ces systèmes afin de faire des opérations irréalisables en logique classique. Les supports de l’information retenus ici sont des états propres de molécules. Pour pouvoir y manipuler l’information, il faut en contrôler la dynamique, ici par l’emploi d’un champ laser mis en forme pour faire sur la molécule une transformation précise (impulsions TT ou STIRAP optimisées par algorithmes génétiques, ou calculées par contrôle optimal). L’objectif de ce travail était de rechercher des systèmes quantiques candidats parmi les molécules pour le calcul classique et quantique, et d’y simuler des portes logiques, avec des encodages de l’information et des méthodes de contrôle variées. Pour le calcul classique, l’implémentation d’un additionneur au moyen de processus STIRAP sur le dioxyde de soufre a été simulée, proposant ainsi une mise en œuvre pour l’implémentation d’une porte classique sur un système moléculaire quantique. Pour le calcul quantique, des circuits ont été implémentés par computation vibrationnelle sur le chlorure de bromoacétyl nitreux, l’acide nitreux et le thiosphogène contrôlés par contrôle optimal, confirmant le potentiel présenté par les molécules polyatomiques pour le calcul quantique. L’utilisation d’un réseau de molécules diatomiques ultra-froides piégées couplée par interaction dipolaire, comme support logique a également été étudiée.
Book Synopsis Systèmes Quantiques D'Interactions Répétées by : Rodrigo Vargas Le-Bert
Download or read book Systèmes Quantiques D'Interactions Répétées written by Rodrigo Vargas Le-Bert and published by Omniscriptum. This book was released on 2010-05 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les systèmes ouverts sont à la base de la mécanique statistique hors équilibre, les phénomènes collectifs et les systèmes complexes. Ainsi, de manière attendue, leur étude est importante dans presque tous les domaines de la science et la technologie modernes. Ce livre porte sur l'asymptotique des systèmes quantiques en interactions répétées, un domaine de recherche très actif en ce moment, avec de nombreuses applications non seulement en physique, mais aussi dans le développement de la théorie des processus stochastiques non-commutatifs. Il contient des introductions concises aux algèbres de von Neumann, au formalisme algébrique de la dynamique quantique, aux processus de Markov quantiques et à l'étude asymptotique des semigroupes à un paramètre, ainsi qu'aux systèmes quantiques ouverts eux-mêmes.
Book Synopsis Dynamique Des Systèmes Quantiques Ouverts by : Etienne Jussiau
Download or read book Dynamique Des Systèmes Quantiques Ouverts written by Etienne Jussiau and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Following the technological advances of the Industrial Revolution, classical thermodynamics was developed in the 19th century in order to understand the conversion of heat into work in newly designed machines. The works of Boltzmann brought another conceptual revolution with statistical mechanics. He demonstrated the microscopical origin of the laws of thermodynamics which actually only describe the macroscopic behaviour of systems in which local thermalization is faster than all other timescales. However, following the growing interest for nanotechnologies, it is now possible to manipulate microscopic systems in which thermalization is slower than the timescales for electron flow. A major technological advance in this field stems from the use of quantum dots, nanoscale devices which confine electrons on such small scales that they spread on discrete energy levels. It is then essential to take into account quantum effects for the study of this type of systems, that is to say to design theoretical tools combining thermodynamics and quantum mechanics.Problems of quantum thermodynamics are often tackled in the framework of the theory of open quantum systems. The general idea of this formalism is to study the dynamics of a “small” quantum system when it is coupled to another much bigger representing the environment. One can then show that the time evolution of the small system can be described by a master equation in the limit where it is weakly coupled to the environment. However, it intuitively seems that the power output of machine would be higher in the context of strong coupling.For problems of electronic transport, the Landauer-Büttiker formalism allows to describe the strong-coupling regime. In this framework, electrons are assumed to solely undergo elastic scattering processes in the central system. All the thermoelectric properties of the machine can then be characterized thanks to the transmission properties of the scatterer. However, this formalism has an important limitation; it ignores the band structure of the reservoirs.Here we have chosen to adopt a different viewpoint to tackle the strong-coupling regime by studying an exactly soluble model. We therefore analyze the Fano-Anderson model describing a discrete level coupled to a continuum. We are particularly interested by the influence of the reservoirs' band structure. One can indeed show that, under certain conditions, discrete bound states appear in the band gaps of the reservoirs. This state play an important rôle on the dynamics of the discrete at long times: their contribution depends on the initial preparation of the system and gives rise to persistent oscillations of the occupation of the discrete level.We start by deriving the exact solution of the model especially focusing on its long-time behaviour. We then analyze two special cases. First, we study the transport properties of a single-level quantum dot coupled to a semiconductor with single a band gap. A bound state appears in this gap when the coupling to the reservoir exceeds a critical value. We show that this greatly affects the transport properties of the device. We then study the case of reservoirs described by a tight-binding model which density of states consists of a single finite-range energy band. We show that a discrete level coupled to such reservoir behaves like a many-level system as its local density of states and transmission function exhibits multiple resonances.
Book Synopsis Systèmes quantiques ouverts et méthodes semi-classiques by : Emmanuel Schenck
Download or read book Systèmes quantiques ouverts et méthodes semi-classiques written by Emmanuel Schenck and published by . This book was released on 2009 with total page 217 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse s’inscrit dans le domaine du chaos quantique, c’est à dire l’étude de propriétés spectrales de systèmes quantiques dont la limite classique est chaotique. Nous nous sommes intéressés aux systèmes dits ouverts, c’est à dire ne présentant pas d’états liés. Dans une première partie, nous avons étudié des modèles unidimensionnels appelés applications quantiques “partiellement ouvertes”. Ces propagateurs modèles sont construits à partir de la quantification d’un espace des phases classique modèle, le 2-tore , muni d’une application symplectique chaotique jouant le role de dynamique classique. Pour étudier les propriétés spectrales de ces applications sous unitaires du fait de l’ouverture partielle, nous avons d’une part utilisé des techniques d’analyse microlocale transposées sur le tore, et d’autre part le principe de correspondance classique-quantique, ou théorème d’Egorov : ceci nous a permis, en employant des résultats de théorie ergodique, d’obtenir des informations sur la densité spectrale de ces applications dans le plan complexe, dans la limite semiclassique. Dans une deuxième partie, nous avons étudié l’équation des ondes amorties sur une variété riemannienne compacte de courbure négative. Sur de telles variétés, le flot géodésique est partout hyperbolique. Sous l’hypothèse de négativité de la pression topologique d’une fonction faisant intervenir l’amortissement, (non équivalente à l’hypothèse de contrôle géométrique), nous avons montré d’abord un trou spectral au voisinage de l’axe réel. Comme conséquence, nous avons obtenu une décroissance exponentielle de l’énergie des ondes pour toutes données initiales assez régulières, et la perte de dérivées a pu être calculée explicitement.
Book Synopsis Décohérence Et Thermalisation Des Systèmes Quantiques by : Juliana Restrepo Cadavid
Download or read book Décohérence Et Thermalisation Des Systèmes Quantiques written by Juliana Restrepo Cadavid and published by . This book was released on 2011 with total page 153 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le travail aborde deux grandes problématiques d'actualité des systèmes quantiques. La première concerne les systèmes quantiques ouverts, typiquement un bit quantique (qubit) couplé à un bain. Dans cette partie on présente l'étude de la décohérence et la relaxation du qubit. La seconde partie concerne les systèmes quantiques isolés. Dans cette partie on présente l'étude de la thermalisation de deux systèmes quantiques macroscopiques après un quench Décohérence et relaxation d'un qubit. L'étude de la dynamique réduite d'un qubit couplé à un réservoir est intéressant pour deux points de vue complémentaires, l'un lié à l'informatique quantique et l'autre lié à la physique quantique de N corps. Pour construire des ordinateurs quantiques, il est nécessaire de comprendre l'effet de l'environnement sur la décohérence des qubits. D'autre part, d'un point de vue de la physique des systèmes quantiques, ou bien des systèmes quantiques hors équilibre, les qubits peuvent être utilisés pour mesurer et comprendre les propriétés thermodynamiques et dynamiques du bain. Dans ce second sens, tout à fait d'actualité, il existent nombreux travaux théoriques et expérimentales récentes. Des expériences récentes suggèrent utiliser des dispositifs semi-conducteurs tels que les Josephson jonctions ou des spins dans les boîtes quantiques pour l'informatique et la communication quantique. Ces appareils ont l'avantage de taille par rapport aux autres systèmes physiques qui ont également été proposées pour l'informatique quantique, comme des atomes en cavité, les ions piégés dans un champ magnétique ou des molécules en résonance magnétique nucléaire . L'unité de base de ces dispositifs est un système quantique à deux niveaux, connu dans la littérature comme un quantum bit ou qubit. L'utilisation de bits quantiques (qubits) dans n'importe quel contexte est limitée par interaction avec leur environnement (réservoir ou bain). En fait, l'interaction leur fait perdre leur caractère quantique, un processus appelé décohérence. Les premiers études qui ont modelé la perte de la cohérence sont ceux de Caldeira et Leggett dans les années quatre-vingt. Dans ces études le réservoir était composé des bosons indépendants. Le modèle proposé, appelé Spin-Boson, est pertinente lorsque l'on considère un bain des photons ou des phonons. Cependant, dans le cas des dispositifs semi-conducteurs mentionnés au paragraphe précédent, des expériences ont montré qu'il est nécessaire d'envisager des réservoirs plus complexes composés des spins et électrons en interaction. De plus, il est important de considérer les effets non markoviens (effets de mémoire sur la dynamique des qubits. Le traitement théorique de bains quantiques avec interactions est beaucoup plus difficile que le traitement pour le bain des bosons indépendants et nous devons recourir à des méthodes théoriques puissantes. Le chapitre introductif présente les techniques d'opérateurs de projection qui sert a dériver les équations maîtresses qui régissent l'évolution du qubit, dans la thèse on se concentre sur les approximations Nakajima Zwanzig (NZ) et Time convolutionless technique (TCL). Ces techniques sont élégantes et, bien que perturbatives, sont capables de décrire certains aspects non markoviens de la dynamique. Nous avons étudie dans une première partie, la décohérence et relaxation d'un qubit couplé a un bain électronique sans interaction décrivant un métal ou un semi-conducteur Les résultats reflètent la richesse car la dynamique réduite du qubit dépend de façon subtile de plusieurs paramètres: la densité d'états des électrons, le champ magnétique, etc. Dans le chapitre 3 nous avons considéré un qubit couplé à un bain possédant un ordre supraconducteur. Pour un couplage de type Kondo à température fini nous avons trouvé une décohérence et relaxation non markoviens et ultra rapides, pour un couplage direct au paramètre d'ordre nous avons trouvé une dynamique plus complexe qui dépend des conditions initiales. Pour certaines conditions initiales la dynamique est sensible aux fluctuations de spin et ressemble a la situation du couplage Kondo. Pour autres conditions initiales, la dynamique est sensible aux fluctuations de charge et relaxe de façon markovien. Ces résultats donnent des pistes pour réduire les effets de décohérence dans les dispositifs et motivent des nombreux questions. Ces travaux ont aboutit à la publication des articles suivantes: "Effect of a gap on the decoherence of a qubit" J. Restrepo, E. Dupont, S. Camalet, R. Chitra (submitted to Phys Rev B) "Decoherence induced by an ordered environment" J. Restrepo, S. Camalet, R. Chitra (in preparation) Thermalisation d'un système quantique isolé. L'étude de la dynamique hors équilibre après un quench est devenu particulièrement d'actualité depuis l'avènement des expériences d'atomes ultra-froids qui représentent des systèmes quantiques isolés idéaux Pour les systèmes quantiques, la plupart des questions fondamentales sur la thermalisations restent ouvertes. Il y a deux types de questions : Quel est l'état asymptotique après un quench ? Est-il un état d'équilibre ? Quels sont les mécanismes qui expliquent la thermalisation ? Jusqu'au présent, il existent soit des hypothèses générales avec aucune preuve rigoureuse soit des résultats particuliers. Les résultats sont obtenus analytiquement lorsque le système est intégrable et numériquement quand il ne l'est pas. Dans notre travail (chapitre 4), nous abordons la question de la stabilité de l'équilibre thermique dans les systèmes quantiques, nous modélisons les systèmes quantiques par des champs bosoniques libres. L'intérêt de ce modèle est de pouvoir apporter des réponses claires à certaines des questions fondamentales sur la thermalisation. Il a deux ingrédients intéressantes. Tout d'abord, il considère un état initial qui n'est pas l'état fondamental. Deuxièmement, il considère un système composite où les deux parties sont de taille comparable, ce qui permet de voir comment l'état asymptotique est atteint dans l'espace. L'effet d'avoir des champs bosoniques libres conduit à un hamiltonien quadratique pour lequel on a calculé l'énergie et les fonctions de corrélation de façon exacte aux temps longs. Ainsi on a pu montré que dans le cas d'un contact thermique modifié soudainement, le système n'atteint pas un état stationnaire, et il ne se produit pas de relaxation. Ces résultats peuvent en fait être partiellement compris du fait de la nature particulière du spectre des excitations. Néanmoins, ils motivent des nombreuses questions. Ce travail a abouti à la publication de l'article suivante: "Sudden Change of the thermal contact between two quantum systems" New Journal of Physics 12 055011, 2010.
Book Synopsis Quantum Control of Strongly Coupled Dynamics in Few Component Systems by : Lene Saelen
Download or read book Quantum Control of Strongly Coupled Dynamics in Few Component Systems written by Lene Saelen and published by . This book was released on 2009 with total page 144 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Développement de nouvelles méthodes de contrôle optimal by : Marc Lapert
Download or read book Développement de nouvelles méthodes de contrôle optimal written by Marc Lapert and published by . This book was released on 2011 with total page 198 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L’objectif de cette thèse est d’appliquer la théorie du contrôle optimal à la dynamique de systèmes quantiques. Le premier point consiste à introduire dans le domaine du contrôle quantique des outils de contrôle optimal initialement développés en mathématique. Cette approche a ensuite été appliquée sur différent types de systèmes quantiques décrit par une grande ou une petite dimension. La première partie du manuscrit introduit les différents outils de contrôles utilisés avec une approche adaptée à un public de physiciens. Dans la seconde partie, ces techniques sont utilisées pour contrôler la dynamique des spins en RMN et IRM. La troisième partie s’intéresse au développement de nouveaux algorithmes itératifs de contrôle optimal appliqués au contrôle par champ laser de la dynamique rotationnelle des molécules linéaires en phases gazeuse ainsi qu’au développement d’une stratégie de contrôle simple permettant de délocaliser une molécule dans un plan. La quatrième partie traite le contrôle en temps minimum d’un condensat de Bose-Einstein à deux composantes. La dernière partie permet de comparer qualitativement et quantitativement les différentes méthodes de contrôle optimal utilisées. Les seconde et troisième parties ont également bénéficier de l’implémentation expérimentale des solutions de contrôle optimal obtenues.
Book Synopsis Émergence de dynamiques classiques en probabilité quantique by : Ivan Bardet
Download or read book Émergence de dynamiques classiques en probabilité quantique written by Ivan Bardet and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse se consacre à l'étude de certaines passerelles existantes entre les probabilités dîtes classiques et la théorie des systèmes quantiques ouverts. Le but de la première partie de ce manuscrit est d'étudier l'émergence de bruits classiques dans l'équation de Langevin quantique. Cette équation sert à modéliser l'action d'un bain quantique sur un petit système dans l'approximation markovienne. L'analogue en temps discret de cette équation est décrit par le schéma des interactions quantiques répétées étudier par Stéphane Attal et Yan Pautrat. Dans des travaux antérieurs, Attal et ses collaborateurs montrent que les bruits classiques naturels apparaissant dans ce cadre sont les variables aléatoires obtuses, dont ils étudient la structure. Mais sont-ils les seuls bruits classiques pouvant émerger, et quand est-il dans le cas général ? De même, en temps continu, il était plus ou moins admis que les seuls bruits classiques apparaissant dans l'équation de Langevin quantique sont les processus de Poisson et le mouvement brownien. Ma contribution dans ce manuscrit consiste à définir une algèbre de von Neumann pertinente sur l'environnement, dite algèbre du bruit, qui encode la structure du bruit. Elle est commutative si et seulement si le bruit est classique ; dans ce cas on confirme les hypothèses précédentes sur sa nature. Dans le cas général, elle permet de montrer une décomposition de l'environnement entre une partie classique maximale et une partie purement quantique. Dans la deuxième partie, nous nous consacrons à l'étude de processus stochastiques classiques apparaissant au sein du système. La dynamique du système est quantique, mais il existe une observable dont l'évolution est classique. Cela se fait naturellement lorsque le semi-groupe de Markov quantique laisse invariante une sous-algèbre de von Neumann commutative et maximale. Nous développons une méthode pour générer de tels semi-groupes, en nous appuyons sur une définition de Stéphane Attal de certaines dilatations d'opérateurs de Markov classiques. Nous montrons ainsi que les processus de Lévy sur Rn admettent des extensions quantiques. Nous étudions ensuite une classe de processus classiques liés aux marches quantiques ouvertes. De tels processus apparaissent lorsque cette fois l'algèbre invariante est le produit tensoriel de deux algèbres, l'une non-commutative et l'autre commutative. Par conséquent, bien que comportant l'aspect trajectoriel propre au processus classiques, de telles marches aléatoires sont hautement quantiques. Nous présentons dans ce cadre une approche variationnelle du problème de Dirichlet. Finalement, la dernière partie est dédiée à l'étude d'un processus physique appelé décohérence induite par l'environnement. Cette notion est fondamentale, puisqu'elle apporte une explication dynamique à l'absence, dans notre vie de tous les jours, de phénomènes quantiques. Nous montrons qu'une telle décohérence a toujours lieu pour des systèmes ouverts décrits par des algèbres de von Neumann finies. Nous initions ensuite une étude innovante sur la vitesse de décohérence, basée sur des inégalités fonctionnelles non-commutatives, qui permet de mettre en avant le rôle de l'intrication quantique dans la décohérence.
Book Synopsis Évolution des systèmes quantiques ouverts : décohérence et informatique quantique by : Olivier Landon-Cardinal
Download or read book Évolution des systèmes quantiques ouverts : décohérence et informatique quantique written by Olivier Landon-Cardinal and published by . This book was released on 2009 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'informatique quantique, brièvement introduite au chapitre 1, exploite les corrélations quantiques et en particulier l'intrication. Ces corrélations sont difficiles à maintenir car un système quantique n'est habituellement pas fermé, mais en interaction avec son environnement. Le traitement formel d'un système quantique ouvert requiert des outils spécifiques, introduits au chapitre 2. En utilisant ces notions, nous montrerons au chapitre 3 que l'interaction entre le système et son environnement aura pour effet de privilégier certains états, qualifiés de quasi-classiques, suggérant ainsi l'émergence d'un monde classique à partir d'un monde quantique. De plus, l'intrication qui se crée entre le système et son environnement détruira la cohérence d'une superposition d'états quasi-classiques. Il s'agit du phénomène de décohérence dont les mécanismes seront mis en évidence dans notre étude originale d'un gyroscope quantique au chapitre 4. Nous montrerons qu'une particule de grand spin servant à mesurer le moment angulaire d'électrons perd sa cohérence en un temps très court par rapport au temps caractéristique de relaxation. Afin de protéger la cohérence d'un système, essentielle pour l'informatique quantique, plusieurs techniques de protection ont été développées. Nous les rappelerons brièvement en début de chapitre 5, avant d'introduire une approche originale qui consiste à préparer l'environnement. Notre étude nous permet de caractériser l'existence d'états initiaux de l'environnement permettant une évolution sans décohérence du système dans une gamme de modèles où le système interagit avec un environnement présentant une dynamique propre.
Book Synopsis Quantum Mechanics, Volume 3 by : Claude Cohen-Tannoudji
Download or read book Quantum Mechanics, Volume 3 written by Claude Cohen-Tannoudji and published by John Wiley & Sons. This book was released on 2019-12-16 with total page 790 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This new, third volume of Cohen-Tannoudji's groundbreaking textbook covers advanced topics of quantum mechanics such as uncorrelated and correlated identical particles, the quantum theory of the electromagnetic field, absorption, emission and scattering of photons by atoms, and quantum entanglement. Written in a didactically unrivalled manner, the textbook explains the fundamental concepts in seven chapters which are elaborated in accompanying complements that provide more detailed discussions, examples and applications. * Completing the success story: the third and final volume of the quantum mechanics textbook written by 1997 Nobel laureate Claude Cohen-Tannoudji and his colleagues Bernard Diu and Franck Laloë * As easily comprehensible as possible: all steps of the physical background and its mathematical representation are spelled out explicitly * Comprehensive: in addition to the fundamentals themselves, the books comes with a wealth of elaborately explained examples and applications Claude Cohen-Tannoudji was a researcher at the Kastler-Brossel laboratory of the Ecole Normale Supérieure in Paris where he also studied and received his PhD in 1962. In 1973 he became Professor of atomic and molecular physics at the Collège des France. His main research interests were optical pumping, quantum optics and atom-photon interactions. In 1997, Claude Cohen-Tannoudji, together with Steven Chu and William D. Phillips, was awarded the Nobel Prize in Physics for his research on laser cooling and trapping of neutral atoms. Bernard Diu was Professor at the Denis Diderot University (Paris VII). He was engaged in research at the Laboratory of Theoretical Physics and High Energy where his focus was on strong interactions physics and statistical mechanics. Franck Laloë was a researcher at the Kastler-Brossel laboratory of the Ecole Normale Supérieure in Paris. His first assignment was with the University of Paris VI before he was appointed to the CNRS, the French National Research Center. His research was focused on optical pumping, statistical mechanics of quantum gases, musical acoustics and the foundations of quantum mechanics.
Book Synopsis Dynamique Non-linéaire Et Le Chaos by :
Download or read book Dynamique Non-linéaire Et Le Chaos written by and published by . This book was released on 1993 with total page 130 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
