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Cohérences quantiques

par webmaster - publié le

Action coordonnée « Cohérences quantiques »

Rédacteur : E. Brion


Le développement de l’information quantique, tant théorique qu’expérimentale, a fait passer le concept d’intrication du statut de « bizarrerie » quantique à celui d’une ressource physique fondamentale, à la base des protocoles de calcul et de communication quantiques. La création, la manipulation et la protection de cette intrication sont ainsi devenues des thèmes de recherche communs à de nombreux domaines de la Physique contemporaine (optique quantique, physique atomique et moléculaire, physique du solide…). Réciproquement, le cadre théorique général de l’information et du contrôle quantiques, en grande partie hérité et adapté de la théorie classique, offre un langage commun applicable à une grande variété de systèmes physiques.
Les discussions et collaborations scientifiques nouées au cours des dernières années entre théoriciens de l’information quantique et différents groupes du laboratoire, expérimentaux comme théoriques, attestent du caractère « transverse » du langage de l’information quantique. Le but de l’axe « Cohérences Quantiques » est de donner un cadre formel à ces réflexions scientifiques, sous la forme d’un « séminaire permanent ». Chaque année, une ou deux sessions seront proposées, centrées sur un thème spécifique et de nature à réunir différentes équipes du laboratoire. Chacune de ces sessions se décomposera en réunions, par exemple mensuelles ou bimensuelles, au cours desquelles des présentations scientifiques informelles des différentes équipes contributrices seront suivies de discussions de l’ensemble des participants. Dans l’optique de servir au plus grand nombre, ces réunions seront, bien évidemment, ouvertes à tous ceux qui souhaitent y participer, et leur ordre du jour annoncé à l’avance. Des comptes-rendus seront rédigés à l’issue de chaque séance, mis à la disposition de tous (par exemple sur une page web dédiée à l’axe transverse).
Nous avons identifié plusieurs thèmes potentiels, en lien avec l’activité de différents groupes du laboratoire, dont nous proposons une liste, non exhaustive, ni définitive.
Centre d’intérêt commun aux groupes expérimentaux Atomes Froids de Rydberg (P. Pillet & P. Cheinet) et Propriétés Optiques de Nanostructures Hybrides (E. Deleporte & J. S. Lauret), le phénomène de blocage d’excitation intéresse l’axe « Cohérences Quantiques » en tant qu’outil de création d’intrication. Une session pourra ainsi être spécifiquement dédiée aux phénomènes de blocage Rydberg en physique atomique et blocage de polariton - système hybride obtenu par le « mélange » d’excitons et de photons de cavité. Outre la compréhension physique des phénomènes, de leurs similitudes et spécificités, il s’agira pour les participants de réfléchir ensemble à leurs possibles applications dans le domaine de l’information et de la communication quantiques.
L’intrication peut aussi constituer un outil intéressant pour étudier des phénomènes de dissociation atomique et moléculaire et caractériser leurs produits. L’étude expérimentale et théorique de la dissociation de la molécule de dihydrogène menée au sein de l’équipe Matière Froide Corrélée par J. Robert relève pleinement de ce programme : il s’agit ici de « suivre » les corrélations, i.e. l’intrication, entre atomes au cours de la dissociation. Par ailleurs, lorsque la description en termes de nombres quantiques n’est plus possible – comme dans le cas des systèmes super-excités étudiés par L. Malegat (équipe SUPEREX), l’intrication apparaît comme une piste possible pour « comprendre » les résultats numériques obtenus et caractériser quantitativement les phénomènes et leurs produits. Une session dédiée à ce thème permettrait de faire le point sur les progrès individuels réalisés sur ce thème par les équipes du laboratoire et d’en faire profiter le plus grand nombre.
Enfin, d’autres sessions pourront aborder la caractérisation de mémoires quantiques, étudiées au laboratoire tant expérimentalement (équipes GLOP et PAMS) que théoriquement (éTICC), et le contrôle quantique, d’état ou d’évolution, susceptible d’intéresser au laboratoire les communautés « information quantique » (éTICC, Nanophotonique,…) comme « Physique moléculaire » (Theomol, MAFICC…).