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La physique de l’infiniment grand l’infiniment petit

08/03/2021 : Description des systèmes quantiques complexes sur les ordinateurs quantiques

3 mars 2021

par Denis LACROIX (Institut de Physique Nucléaire) se déroulera le lundi 8 mars 2021 à 14h.

Séminaire commun avec le LPNHE

https://indico.in2p3.fr/event/23186/


Les ordinateurs quantiques connaissent de nos jours un essor sans précédent, parfois appelé "deuxième révolution quantique". Ces ordinateurs pourraient surpasser rapidement tous les ordinateurs classiques en termes de capacité de stockage et de rapidité d’exécution des programmes. La première partie de mon exposé sera dédiée à une introduction générale sur les ordinateurs quantiques. J’introduirai des notions de base, tels que les qubits, les opérations sous forme de circuits, l’intrication quantiques... Je discuterai aussi brièvement les avancées récentes ainsi que de la situation actuelle des processeurs quantiques. Dans un deuxième temps, j’illustrerai comment ces processeurs quantiques peuvent être utilisés pour simuler les systèmes quantiques complexes tels qu’un ensemble de particules en interaction. Ce type de problèmes est d’intérêt pour différents domaines tels que la physique nucléaire, la physique des particules, la physique atomique ou la chimie... Je prendrai l’exemple de systèmes superfluides où les particules interagissent fortement en formant des paires de Cooper. J’illustrerai deux exemples d’applications récentes (i) l’utilisation des ordinateurs quantiques pour simuler les brisures/restaurations de symétries dans le problème à N-corps [1] (ii) la simulation de l’évolution des systèmes superfluides et des systèmes sur réseaux [2].


[1] Denis Lacroix, “Symmetry-Assisted Preparation of Entangled Many-Body States on a Quantum Computer”, Phys. Rev. Lett. 125, 230502 (2020).


[2] Edgar-Andres Ruiz-Guzman and Denis Lacroix, “Predicting ground state, excited states and long-time evolution of many-body systems from short-time evolution on a quantum computer”, under preparation.

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