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Accueil > Recherche > Équipe Physique théorique & Astrophysique > Systèmes quantiques ouverts > Intrication et protocoles d’information quantique

Protocoles de purification et de distillation quantiques

Processus de distillation au moyen de mesures répétées

Les mesures répétées en mécanique quantique se sont révélées extrêmement puissantes pour exercer un contrôle de la dynamique des systèmes, comme dans le processus Zénon quantique ou dans les processus de distillation. Pour un système générique bipartite composé de deux sous-systèmes interagissant, les mesures répétées exercées seulement sur l’un des deux sous-systèmes, en le projetant à des intervalles réguliers sur un certain état, peuvent conduire le sous-système non-mesuré vers un état pur (distillé) indépendamment de son état initial (en général mixte). Il n’est pas clair si et comment ce schéma peut fonctionner dans des systèmes à spectre continu.

On a analysé un modèle spécifique dans lequel le système à mesurer a un spectre continu. Ce modèle consiste en une particule libre interagissant avec un mode de champ à l’intérieur d’une cavité. On a analysé la dynamique du système sous l’action de mesures répétées sur la particule, montrant qu’il est possible d’obtenir une distillation pour le mode de champ (en particulier des états squeezés). Nous avons donc analysé le cas plus complexe dans lequel le système qu’on veut distiller a un spectre continu en montrant que la distillation est également possible. Les résultats obtenus ont été appliqués à un modèle spécifique, en examinant le cas de particules libres dans des cavités et en cherchant comment les paramètres qui caractérisent l’état des particules peuvent être influencés et manipulés par le protocole de mesures sur les modes de cavité. Les résultats obtenus montrent que ces protocoles de distillation ont une validité plus ample que celle que l’on croyait précédemment.

Mathématiques de la purification quantique & protocole chaotique de purification

Par ailleurs nous étudions les mathématiques de la purification, c’est à dire la représentation d’un état mixte d’un système (mélange statistique d’états quantiques purs) par un état pur décrivant le système en interaction avec un "petit" environnement effectif. Nous nous intéressons en particulier à la structure géométrique de cette purification mathématique. Nous avons également pour projet d’étudier des protocoles de réalisation concrète de la purification qui permettent de transformer un état mixte en un état pur du système. Certains de ces protocoles fondés sur des mesures répétées sur le système suivies de post-sélections ont un comportement chaotique.

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Exemples d’ensemble de Julia associés à la stabilité d’un protocole chaotique de purification quantique

Contacts : Bruno Bellomo ; David Viennot