Transitions de phase induites par la mesure dans des systèmes quantiques many-body

Measurement-Induced Phase Transitions in Many-Body Quantum Systems: Exploring Thermalisation, Ergodicity Breaking, and Novel Dynamical Phases

• Auteur / Autrice : Federico Gerbino
• Direction : Christophe Texier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique Théorique et Modèles Statistiques
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Transition de phase

Mesures quantiques

Systèmes many-body

Phase transition

Quantum measurements

Many-body systems

Résumé

Le projet a pour objet d'étudier les propriétés de thermalisation, de brisure d'ergodicité et l'émergence de nouvelles phases dynamiques dans les systèmes many-body quantiques, lors de transitions de phases induites par des mesures quantiques (MIPT). Les MIPT se produisent dans des systèmes quantiques isolés quand l'évolution unitaire est interrompue de manière intermittente par des mesures projectives. De récentes études ont révélé de nouvelles transitions de phases remarquables, caractérisées par un changement de comportement de l'entropie d'intrication, présentant une transition pilotée par le taux de mesure entre 'volume law' et 'area law'. Le projet visera à explorer les aspects théoriques des MIPT et de ses potentielles applications ; en particulier, seront explorées les implications théoriques et pratiques pour les algorithmes de calculs quantiques et de codes de correction d'erreur.

The proposed PhD project aims to investigate the properties of thermalisation, ergodicity breaking, and the emergence of novel dynamical phases in many-body quantum systems, specifically within the framework of measurement-induced phase transitions (MIPT). MIPT occurs when the isolated unitary dynamics of a quantum system are intermittently interrupted by projective measurements. Recent studies have revealed a fascinating phase transition characterized by a change in the entanglement entropy from a volume law to an area law, depending on the rate of measurements. This project seeks to explore the theoretical aspects of MIPT and its potential applications, with a focus on both the fundamental theoretical implications and the practical implications for quantum computation and error-correction algorithms.