Contrôle de la dynamique de systèmes complexes : Application à l'information quantique et classique

par Laëtitia Bomble

Thèse de doctorat en Physique. Chimie - Physique

Sous la direction de Michèle Desouter-Lecomte.

Soutenue en 2010

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Cette thèse porte sur la recherche et l’étude de nouveaux moyens de coder et manipuler de l’information sur des systèmes quantiques. On peut, sur ceux-ci, continuer d’utiliser la logique usuelle (classique) afin de gagner en taille et en rapidité, ou développer une nouvelle logique (quantique) utilisant les propriétés quantiques de ces systèmes afin de faire des opérations irréalisables en logique classique. Les supports de l’information retenus ici sont des états propres de molécules. Pour pouvoir y manipuler l’information, il faut en contrôler la dynamique, ici par l’emploi d’un champ laser mis en forme pour faire sur la molécule une transformation précise (impulsions TT ou STIRAP optimisées par algorithmes génétiques, ou calculées par contrôle optimal). L’objectif de ce travail était de rechercher des systèmes quantiques candidats parmi les molécules pour le calcul classique et quantique, et d’y simuler des portes logiques, avec des encodages de l’information et des méthodes de contrôle variées. Pour le calcul classique, l’implémentation d’un additionneur au moyen de processus STIRAP sur le dioxyde de soufre a été simulée, proposant ainsi une mise en œuvre pour l’implémentation d’une porte classique sur un système moléculaire quantique. Pour le calcul quantique, des circuits ont été implémentés par computation vibrationnelle sur le chlorure de bromoacétyl nitreux, l’acide nitreux et le thiosphogène contrôlés par contrôle optimal, confirmant le potentiel présenté par les molécules polyatomiques pour le calcul quantique. L’utilisation d’un réseau de molécules diatomiques ultra-froides piégées couplée par interaction dipolaire, comme support logique a également été étudiée.

  • Titre traduit

    Dynamic control of complex systems : application to quantum and classic information


  • Résumé

    This thesis is dedicated to the study and research of new ways of implementing and manipulating information on quantum systems. On such systems, the usual (classical) logic can be used, improving size and duration, or a new logic (quantum) using quantum properties of this systems can be developed allowing new logic operations. The systems used are here eigen states of molecules. In the order of mapped information in such systems, we need to be able to manipulate their dynamics, here we use a laser field designed to make a determined transformation on the molecule (pi-pulse or STIRAP pulses designed by genetic algorithms or pulses generated by optimal control). The goal of this thesis was to search quantum systems among the molecules to be used as candidates for classical and quantum computation and to modelize on them logic gates with various implementations and ways of control. On the classical computation aspect, a simulation of a full adder by a STIRAP process on sulfur dioxide has been made and so a realization of a classical gate on a quantum system has been proposed. On the quantum computation aspect, some circuits has been implemented by vibrational computing on bromoacetyl chloride on nitrous acid and on thiophosgene controlled by optimal control. The utilization on a network of ultra-cold trapped diatomic molecules coupled by dipolar interaction has also been studied.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (IV-163 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 156-163

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2010)87
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