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Accueil du site > Équipes scientifiques > Dynamiques et Interactions : Rayonnement, Atomes, Molécules (DIRAM) > Matière froide et information quantique

Matière froide et information quantique

A. Keller, O. Atabek, E. Charron
Doctorant : Ibrahim Saideh

L’intrication est une propriété fondamentale des systèmes quantiques. Elle est définie comme la non séparabilité d’un état décrivant un ensemble de plusieurs corps. L’intrication est aussi responsable de la propriété de non-localité qui a été au cœur d’un intense débat dès le début de l’élaboration de la mécanique quantique. En dépit de son intérêt fondamental et de son importance pour les applications, la détection et la caractérisation de l’intrication reste un défi pour les théoriciens comme pour les expérimentateurs.

Dans le cadre de la théorie quantique de l’information, il a été montré que certaines opérations pouvaient être réalisées plus efficacement avec des systèmes quantiques qu’avec des systèmes classiques. Cette découverte a motivé des avancées technologiques significatives pour manipuler et détecter l’intrication de systèmes quantiques à deux états (qubit). Aujourd’hui, l’intrication des degrés de libertés photoniques, atomiques, ioniques et des systèmes supraconducteurs est réalisée de façon presque routinière en laboratoire. Une question fondamentale est de savoir si l’état d’un système quantique est intriqué ou séparable. La réponse à cette question est aujourd’hui ouverte pour un système quantique constitué de plus de deux sous-systèmes et/ou pour un système multi-niveaux. Des critères simples existent uniquement dans le cas de deux systèmes à 2 états ou dans le cas de 2 systèmes l’un possédant 2 états et l’autre 3 états quantiques.

Nous nous intéressons à caractériser l’intrication et/ou la non-localité dans des systèmes de grande dimension. La dimension pouvant provenir du nombre de parties qui sont corrélées (plus de 2 qubits), ou de la dimension de chacune des sous-parties (2 systèmes à d>2 niveaux par exemple). Cette caractérisation résulte de mesures effectuées sur le système, les résultats de ces mesures pouvant appartenir à un ensemble de valeurs discrètes ou continues.