Simulation quantique d'Hamiltoniens de spin XY avec des matrices d'atomes de Rydberg

par Pascal Scholl

Projet de thèse en Physique quantique

Sous la direction de Antoine Browaeys et de Thierry Lahaye.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Ondes et Matière (2015-.... ; Orsay, Essonne) , en partenariat avec Laboratoire Charles Fabry (Palaiseau, Essonne) (laboratoire) , Optique quantique (equipe de recherche) et de Institut d'optique théorique et appliquée (Orsay, Essonne) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-09-2018 .


  • Résumé

    Cette thèse aura pour objectif de réaliser un simulateur quantique d'Hamiltoniens de spin XY avec une cinquantaine de spins arrangés dans des géométries diverses (en 2d et 3d). Nous utiliserons pour cela notre dispositif expérimental permettant la manipulation d'atomes individuels et leur excitation vers des états de Rydberg, sur lequel nous avons déjà effectué de telles études à une cinquantaine de spins pour des Hamiltoniens de type Ising, et démontré la possibilité d'implémenter un système XY sur des systèmes simples de 2 ou 3 atomes. Nous étudierons pour le modèle XY à la fois (i) les propriétés de l'état fondamental, en particulier pour des géométries conduisant à de la frustration (réseaux triangulaires ou Kagome par exemple) et (ii) les propriétés hors équilibre après une trempe quantique.

  • Titre traduit

    Quantum simulation of XY spin models with arrays of Rydberg atoms


  • Résumé

    This thesis will aim to realize a quantum simulator of XY spin Hamiltonians with about fifty spins arranged in various geometries (in 2d and 3d). We will use for this our experimental setup allowing the manipulation of individual atoms and their excitation towards Rydberg states, which we already used to carry out such studies with about fifty spins for Ising-type Hamiltonians, and demonstrated the possibility of implementing an XY system on simple systems of 2 or 3 atoms. We will study for the XY model both (i) the properties of the ground state, in particular for geometries leading to frustration (triangular or Kagome lattices for example) and (ii) non-equilibrium properties e.g. after a quantum quench.