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Dynamique Et Controle Des Systemes Quantiques
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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 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 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 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 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 Etude de la stabilité de systèmes dynamiques quantiques by : Olivier Bourget
Download or read book Etude de la stabilité de systèmes dynamiques quantiques written by Olivier Bourget and published by . This book was released on 2002 with total page 105 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Etude de la stabilité de systèmes dynamiques quantiques by : Olivier Bourget
Download or read book Etude de la stabilité de systèmes dynamiques quantiques written by Olivier Bourget and published by . This book was released on 2002 with total page 0 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 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 Etude de l'intégralité des systèmes dynamiques by : Bernadette Dorizzi
Download or read book Etude de l'intégralité des systèmes dynamiques written by Bernadette Dorizzi and published by . This book was released on 1983 with total page 329 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: On considère l'intégrabilité de systèmes dynamiques modélisés par des équations différentielles non linéaires. L’analyse des singularités des solutions des équations du mouvement fournit un critère très utile pour sélectionner des systèmes potentiellement intégrables. Plusieurs nouveaux systèmes intégrables, tant hamiltoniens que dissipatifs sont ainsi exhibes en lien avec cette propriété. Cette étude conduit à affaiblir la propriété de Painlevé originelle, de manière a rendre compte d'un plus grand nombre de systèmes intégrables. Les mêmes questions de chaos et d'intégrabilité sont posées pour les systèmes quantiques
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 Quelques problèmes de dynamique classique et quantique by : Gabriel Rivière
Download or read book Quelques problèmes de dynamique classique et quantique written by Gabriel Rivière and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce mémoire d'habilitation traite de problèmes à l'interface de la théorie des systèmes dynamiques, de la théorie spectrale et de l'analyse microlocale avec en toile de fond des questions de physique mathématique. Dans le premier chapitre, on décrit quelques résultats de théorie du contrôle en lien avec la question de l'unique ergodicité quantique. Les chapitres 2 et 3 sont eux consacrés à la dynamique en temps longs de l'équation de Schrödinger semi-classique pour des systèmes chaotiques et intégrables. Le chapitre 4 contient des variations du théorème d'ergodicité quantique ainsi que des applications à l'analyse harmonique sur les variétés. Le chapitre 5 concerne le problème des ondes aléatoires du point de vue des ensembles nodaux. Enfin, le chapitre 6 traite de la dynamique fine des flots de gradient Morse-Smale à travers les résonances de Pollicott-Ruelle et on y décrit quelques applications à la topologie différentielle.
Book Synopsis Corrélations, intrication et dynamique des systèmes quantiques à N Corps by : Jérôme Thibaut
Download or read book Corrélations, intrication et dynamique des systèmes quantiques à N Corps written by Jérôme Thibaut and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse porte sur l'étude de systèmes quantiques à N-corps à température nulle, où le comportement du système n'est alors soumis qu'aux effets quantiques. Je vais présenter ici une approche variationnelle développée avec Tommaso Roscilde, mon directeur de thèse, et Fabio Mezzacapo, mon co-encadrant de thèse, pour étudier ces systèmes.Cette approche se base sur une parametrisation de l'état quantique (dit Ansatz) à laquelle on applique une procédure d'optimisation variationnelle lui permettant de reproduire l'évolution d'un système soumis à l'équation de Schrödinger, tout en limitant le nombre de variables considérées. En considérant une évolution en temps imaginaire, il est possible d'étudier l'état fondamental d'un système. Je me suis ainsi intéressé à un modèle de chaîne XX de spins 1/2, dont les corrélations à longue portée rendent l'étude difficile, et adapté ainsi notre approche pour reproduire au mieux les corrélations et l'intrication du système. Je me suis ensuite intéressé au modèle J1-J2 dont la structure de signe non positive des coefficients de l'état quantique pose un défi important pour les approches Monte Carlo; et dans laquelle la frustration magnétique induit une transition de phase quantique (d'un état aux corrélations à longue porté vers un état non magnétique avec formation d'un cristal de lien de valence). Je me suis enfin intéressé à l'évolution temporelle d'un système à N-corps à partir d'un état non stationnaire. J'ai pu étudier la capacité de notre approche à reproduire la croissance linéaire de l'intrication dans le temps, ce qui est un obstacle fondamental pour les approches alternatives telles que le groupe de renormalisation de la matrice densité.
Book Synopsis Stabilisation des systèmes quantiques à temps discrets et stabilité des filtres quantiques à temps continus by : Hadis Amini
Download or read book Stabilisation des systèmes quantiques à temps discrets et stabilité des filtres quantiques à temps continus written by Hadis Amini and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans cette thèse, nous étudions des rétroactions visant à stabiliser des systèmes quantiques en temps discret soumis à des mesures quantiques non-destructives (QND), ainsi que la stabilité des filtres quantiques à temps continu. Cette thèse comporte deux parties. Dans une première partie, nous généralisons les méthodes mathématiques sous-jacentes à une rétroaction quantique en temps discret testée expérimentalement au Laboratoire Kastler Brossel (LKB) de l'École Normale Supérieure (ENS) de Paris. Plus précisément,nous contribuons à un algorithme de contrôle qui a été utilisé lors de cette expérience récente de rétroaction quantique. L'expérience consiste en la préparation et la stabilisation à la demande d'états nombres de photons (états de Fock) d'un champ de micro-ondes au sein d'une cavité supraconductrice. Pour cela, nous concevons des filtres à temps-réel permettant d'estimer les états quantiques malgré des imperfections et des retards de mesure, et nous proposons une loi de rétroaction assurant la stabilisation d'un état cible prédéterminé. Cette rétroaction de stabilisation est obtenue grâce à des méthodes Lyapunov stochastique et elle repose sur un filtre estimant l'état quantique. Nous prouvons qu'une telle stratégie de contrôle se généralise à d'autres systèmes quantiques en temps discret soumis à des mesures QND. Dans une seconde partie, nous considérons une extension du résultat obtenu pour des filtres quantiques en temps discret au cas des filtres en temps continu. Dans ce but, nous démontrons la stabilité d'un filtre quantique associé à l'équation maîtresse stochastique usuelle découlant par un processus de Wiener. La stabilité signifie ici que la “distance”entre l'état physique et le filtre quantique associé décroit en moyenne. Cette partie étudie également la conception d'un filtre optimal en temps continu en présence d'imperfections de mesure. Pour ce faire, nous étendons la méthode utilisée précédemment pour construire les filtres quantiques en temps discret tolérants aux imperfections de mesure. Enfin,nous obtenons heuristiquement des filtres optimaux généraux en temps continu, dont la dynamique est décrite par des équations maîtresses stochastiques découlant à la fois par processus de Poisson et Wiener. Nous conjecturons que ces filtres optimaux sont stables.
Book Synopsis Comportement des systèmes de référence quantiques by : Mychel Pineault
Download or read book Comportement des systèmes de référence quantiques written by Mychel Pineault and published by Editions Universitaires Europeennes. This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La dégradation des états quantiques est très présente dans le contrôle d'états utiles à l'informatique quantique. Étant donné que ce dernier tente de contrôler des systèmes à deux états, le plus souvent des moments cinétiques, l'analyse des systèmes de référence quantiques qui les mesurent s'avère opportune. Puisque, parmi les plus petits moments cinétiques, le plus connu est de s = 1/2 et que son état le plus simple est l'état non polarisé, l'étude du comportement d'un système de référence mesurant successivement ce type de moments cinétiques constitue le premier pas à franchir. La prochaine étape est de considérer des états de moments cinétiques polarisés et généraux. Cette fois, l'analyse de la dégradation du système de référence est un peu plus complexe et nous pouvons l'inspecter approximativement par l'évolution de certains paramètres pour une certaine classe d'états de système de référence. De plus, il existe une interaction entre le système de référence et le moment cinétique qui peut avoir un effet sur le système de référence tout à fait comparable à l'effet de la mesure. Toutefois, cette même interaction n'est pas comparable à la mesure dans le cas où s=1.
