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La théorie de l’information quantique (TIQ) étudie des systèmes quantiques consistant d’un nombre fini (et peut-être très grand) de systèmes élémentaires ayant un espace d’états de dimension finie. Le cas le plus commun est celui des systèmes de qubits, dans lesquels chaque qubit est de dimension deux. Le but de cette étude est d’évaluer la manière dont ces systèmes peuvent stocker et traiter l’information. L’existence d’états intriqués en mécanique quantique explique l’intérêt de la TIQ et ses différences avec le modèle classique de l’information et du calcul (la machine de Turing).

La mécanique quantique statistique (MQS) étudie des systèmes quantiques à N corps ayant un grand nombre de particules ou spins identiques. Le coeur de la physique de la matière condensée consiste à comprendre les propriétés détaillées des états qui décrivent de tels systèmes, à la température zéro, en équilibre thermique ou hors équilibre. La structure de ces états est souvent très complexe à cause de l’intrication. D’une part, plusieurs des phénomènes les plus intéressants impliquent des effets quantiques spécifiques et de l’intrication, comme les transitions de phase quantiques, le fractionnement à spin et l’ordre topologique. D’autre part, lorsqu’on souhaite étudier ces systèmes (que ce soit de façon analytique ou numérique), l’intrication est souvent la source de la difficulté du problème.

Naturellement les chercheurs en TIQ et en MQS ont un intérêt commun pour le développement de techniques pour quantifier, analyser et comprendre l’intrication dans les systèmes quantiques à N corps. Au cours des dernières années ont eu lieu des interactions fructueuses entre chercheurs en information quantique, en mécanique statistique et en physique de la matière condensée ; nous espérons que ces interactions se poursuivront et s’intensifieront pendant les années qui viennent. Cet atelier réunira des chercheurs de premier plan en TIQ et en MQS et mettra l’accent sur les phases lacunaires de l’état fondamental, la dynamique et l’équilibrage, les lois d’aire, et l’intrication et la localisation avec N corps.

Soutenance de thèse de Antoine Moinet dont le directeur de thèse est Alain Barrat.