Etude des relations causales multipartites en mécanique quantique

par Julian Wechs

Projet de thèse en Physique Théorique

Sous la direction de Alexia Auffeves-Garnier et de Cyril Branciard.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale physique (Grenoble) , en partenariat avec Institut Néel (laboratoire) depuis le 01-01-2017 .


  • Résumé

    La mécanique quantique permet des scénarios qui ne sont pas compatibles avec un ordre causal entre plusieurs événements. Par exemple, il y a des processus multipartites causalement nonseparables, i.e. des scénarios qui ne peuvent pas être décrits comme des circuits quantiques dans lesquels les partis agissent sur un système quantique dans un ordre causal. De plus, le formalisme utilisé pour la description de ces processus causalement nonseparables permet des scénarios qui peuvent violer des inegalités causales en générant des correlations impossibles à obtenir si un ordre causal existe entre les partis. Il y a encore beaucoup de questions ouvertes concernant la faisabilité physique des processus avec un ordre causal indéfini. Alors qu'un exemple d'un processus causalement nonseparable a été demontré expérimentalement, aucune expérience ou protocole violant une inegalité causale n'ont été proposés jusqu'à présent. Le but du projet de la thèse est d'étudier la question de quels scénarios avec un ordre causal indéfini peuvent effectivement etre realisés physiquement. A cette fin, l'exemple d'un processus causalement nonseparable susmentionné sera généralisé et modifié, et le développement des outils mathématiques pour analyser des scénarios multipartites de ce type sera poursuivi.

  • Titre traduit

    Investigation of multipartite causal relations in quantum mechanics


  • Résumé

    Quantum theory allows for scenarios that are not compatible with a definite causal order between several events. For instance, there can be so called causally nonseparable multipartite processes, i.e. scenarios that cannot be described as quantum circuits with parties acting on a quantum system in a causal order. Furthermore, the mathematical framework that is used to describe these causally nonseparable processes allows for scenarios where the parties can violate a so-called causal inequality by generating correlations that cannot be obtained when there is a causal order. There are many open questions with regard to the physical implementability of processes with indefinite causal order. While an example of a causally nonseparable process has been demonstrated experimentally, no experiment or protocol violating a causal inequality has been proposed so far. The aim of the thesis project is to further clarify the question of which scenarios with indefinite causal order can actually be physically realized. To this end, the above-mentioned example of a causally nonseparable process will be generalized and modified, and the mathematical tools to analyze multipartite scenarios of that kind will be developed further.