Réseau optique de pièges annulaires pour atomes froids : premiers pas vers la réalisation d'un ordinateur quantique

Annular optical lattice for cold atoms : first steps to an experimental quantum computer

• Auteur / Autrice : Benoît Depret
• Direction : Philippe Verkerk
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique atomique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Atomes

Diffraction

Refroidissement laser

Résumé

Ce travail de thèse propose une étude expérimentale de la dynamique d'atomes de césium refroidis par laser dans un réseau optique à géométrie annulaire. Notre dispositif pourra à terme être utilisé pour réaliser une porte logique quantique, en agissant de façon conditionnelle sur les atomes, permettant ainsi d'envisager la réalisation d'un ordinateur quantique avec des atomes froids. Après avoir rappelé les concepts essentiels concernant les ordinateurs quantiques, le refroidissement d'atomes par laser et les réseaux optiques, nous détaillons le principe de la réalisation de notre réseau optique de pièges annulaires et son application en tant que porte logique quantique. La réalisation expérimentale du potentiel lumineux correspondant à partir des sources lasers constitue la majeure partie du travail effectué. En particulier, nous avons étudié, d'abord, la diffraction d'un champ laser par une lentille conique -appelée axicon - pour générer le faisceau annulaire à la base de notre expérience. Enfin, nous caractérisons expérimentalement la dynamique des atomes froids dans le potentiel annulaire. Des simulations numériques ont alors été développées pour modéliser et interpréter leur comportement.