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Accueil > Recherche > Équipe Physique théorique & Astrophysique > Systèmes quantiques ouverts > Décohérence et transport dans les systèmes quantiques ouverts

Décohérence en électrodynamique quantique & équations maîtresses

Décohérence et dressing en QED

Les fluctuations de point zéro du vide sont responsables du processus de dressing, un aspect important de l’interaction entre atomes et champ électromagnétique. L’état fondamental du système total, atome plus champ, nommé habillé, est représenté par une structure étendue formée par l’atome nu entouré d’un nuage de photons stationnaire qu’il émet et réabsorbe. Le champ de radiation joue le rôle d’environnement pour l’atome et il est donc source de décohérence.

Dans ce contexte, nous avons étudié la dynamique d’une particule libre chargée interagissant avec le champ électromagnétique à température finie, obtenant la contribution thermique et du vide à la décohérence. À température zéro, nous avons montré que la contribution du vide à la décohérence est reliée à la naissance de corrélations entre les impulsions composant le paquet d’onde atomique et les photons virtuels du nuage de dressing. On a également cherché le rôle joué par les conditions initiales dans lesquelles les particules sont partiellement vêtues du champ.

Mouvement brownien quantique

Un des problèmes classiques dans la dynamique quantique ouverte concerne le mouvement quantique brownien. Une des approches utilisée pour décrire la dynamique de la particule quantique brownienne se base sur la mesure. Dans cette approche, les collisions avec les particules environnantes effectuent une séquence aléatoire de mesures qui fournissent des informations sur la position et sur l’impulsion en introduisant quelques degrés d’imprécision pour les deux. En utilisant des techniques de mesures quantiques pour représenter l’acquisition de cette information, une équation maîtresse de la particule brownienne a été dérivée.

Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à la dynamique associée à cette équation maîtresse. Un schéma pour obtenir l’évolution à partir de conditions générales initiales a été élaboré et appliqué aux cas d’états initiaux gaussiens et à celui d’états chat de Schrödinger. On a analysé la connexion entre les processus de dissipation et de décohérence de la particule et leur dépendance aux paramètres de l’équation maîtresse en référence aux représentations des coordonnées et des impulsions.

Utilisation de la tomographie quantique en systèmes ouverts

Une dérivation microscopique correcte de l’équation maîtresse nécessite toujours une information complète à propos de l’environnement. L’absence de cette connaissance peut conduire à la dérivation d’équations maîtresses phénoménologiques aux coefficients inconnus.

Nous avons étudié une classe de dynamiques non unitaires qui préservent la forme Gaussienne d’un état. On a présenté une procédure basée sur des mesures tomographiques pour la reconstruction indirecte de paramètres inconnus présents dans une équation maîtresse dans la limite markovienne. La technique requiert l’utilisation d’états Gaussiens et prévoit la détermination des coefficients inconnus au moyen d’un nombre très limité de mesures. Nous avons aussi étendu une telle procédure au cas de dynamiques dissipatives caractérisées par des effets de mémoire.


Contacts : Bruno Bellomo ; Antonio Mandarino ; Nicolo Piccione