Thèse en cours

Construction d'un simulateur quantique à atomes de Rydberg de nouvelle génération

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Auteur / Autrice : Lukas Klein
Direction : Thierry Lahaye
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Physique
Date : Inscription en doctorat le 01/12/2023
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ondes et Matière
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Charles Fabry
Equipe de recherche : Optique Quantique
Référent : Institut d'Optique

Mots clés

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Résumé

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Notre groupe a développé au cours des dernières années une plateforme expérimentale polyvalente pour la simulation quantique de modèles de spin, basée sur des réseaux d'atomes uniques piégés dans des pinces optiques et interagissant fortement les uns avec les autres lorsqu'ils sont excités dans des niveaux de Rydberg [1]. Nous générons des réseaux d'atomes sans défaut, jusqu'à 200 atomes, avec un contrôle presque total de la géométrie en une, deux et trois dimensions [1]. Les interactions entre les atomes de Rydberg nous permettent d'implémenter des Hamiltoniens de spin de Ising [2], XY [1,4], et plus récemment XXZ [3]. Nous utilisons cette plateforme pour explorer expérimentalement, en étroite collaboration avec des collègues théoriciens, des problèmes fondamentaux de la physique quantique à plusieurs corps, tels que les propriétés de l'état fondamental [4] et la dynamique [5] des aimants quantiques, ou la réalisation de phases topologiques de la matière telles que les liquides de spin de Dirac ou les aimants XY à longue portée. La thèse consistera (1) à mettre à niveau le dispositif expérimental pour améliorer ses performances en termes de nombre d'atomes, de fidélité des opérations quantiques et d'outils de diagnostic pour caractériser l'intrication, et (2) à l'utiliser pour les études mentionnées ci-dessus, en particulier l'étude de phase exotiques de la matière (liquides de spin, matière topologique, etc.).