Physique à N-corps dans les circuits quantiques à grande échelle

Many-body physics in large-scale quantum circuits

• Auteur / Autrice : Tojosoa Raveloarijaona
• Direction : Serge Florens
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique Théorique
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Néel

Mots clés

Mots clés libres

Problème à N corps

Optique quantique

Effet Josephson

Dynamique quantique

Théorie et simulations

Circuits supraconducteurs

Quantum optics

Superconducting circuits

Quantum dynamics

Josephson effect

Many-body problem

Theory and simulation

Résumé

Les circuits quantiques offrent des perspectives enthousiasmantes et réalistes pour l'émulation de problèmes de matière condensée et d'optique quantique sur des puces supraconductrices, tout en offrant de nouvelles approches pour sonder des états complexes. Ces dernières années, il a été démontré que des analogues bosoniques des impuretés Kondo pouvaient être fabriqués, sondés spectroscopiquement, et caractérisés microscopiquement, donnant lieu à des effets physiques remarquables. Le cadre général de cette thèse propose de passer à l'échelle suivante de complexité, en attaquant des modèles comprenant de multiples systèmes à 2 niveaux en interaction mutuelle, par exemple dans le but de réaliser des émulateurs de chaînes de spin, ou des assemblées d'impuretés quantiques connectées par des bains partageant le même nuage d'écrantage. Cette thèse devra aborder des défis relevant à la fois de la simulation quantique, et de la modélisation d'expériences réalisées au laboratoire.

Quantum circuits offer exciting and realistic perspectives for the emulation of condensed matter and quantum optics problems on superconducting chips, while offering new approaches to probe complex states. In recent years, it has been shown that bosonic analogues of Kondo impurities could be fabricated, spectroscopically probed, and microscopically characterized, giving rise to remarkable physical effects. The general framework of this thesis proposes to reach the next scale of complexity, by attacking models comprising multiple and mutually interacting 2-level systems, for example with the aim of realizing emulators of spin chains, or assemblies of quantum impurities connected by baths sharing the same screening cloud. This thesis will have to address challenges related both to quantum simulation and the modeling of experiments carried out in the laboratory.